Brevet FR2730775A1 — publié le 19960823

Procédé de fabrication d'un manchon coulissant Dour le dispositif de svnchronisation d'une boîte de vitesses à enqrenages L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'un manchon coulissant pour le dispositif de synchronisation d'une boîte de vitesses à engrenages, par frittage d'une ébauche formée à partir d'une poudre de frittage, les dents de la denture à crabots interne du manchon coulissant présentant entre leurs deux extrémités frontales une section transversale réduite, du fait de l'existence de contre-dépouilles. Pour pouvoir relier parfaitement, dans le cas des boîtes de vitesse à engrenages, des moyeux montés assujettis en rotation sur un arbre et un pignon monté tournant librement sur l'arbre, en ef- fectuant une liaison au pignon par l'intermédiaire d'un accouple- ment à crabot, constitué par un manchon coulissant pouvant être réglable axialement sur le moyeu et être appliqué par coulissement sur une couronne à crabots située sur le côté frontal de l'engre- nage, il faut que l'engrenage prenne la même vitesse de rotation que le moyeu. Ceci est obtenu au moyen d'un accouplement conique prévu entre le moyeu et le pignon et présentant une bague à conicité double provoquant un entrainement en rotation du pignon, cette bague étant susceptible d'être enserrée, avec établissement d'une liaison mécanique, entre une bague de friction reliée de fa- çon interne, reliée de façon assujettie en rotation avec le moyeu, et une bague de synchronisation pouvant être réglée axialement par rapport à cette bague de friction, au moyen du manchon coulissant. Si le manchon coulissant est déplacé sur le moyeu dans le sens de l'engagement de l'accouplement, alors, du fait de l'entraînement axial de la bague de synchronisation, la bague à conicité double va être accélérée pour atteindre la vitesse de rotation du moyeu, avec établissement d'une liaison par friction entre la bague de friction interne et la bague de synchronisation externe et ainsi le pignon relié de façon assujettie en rotation avec la bague de synchronisation, cette accélération permettant l'engagement subsé- quent non entravé entre le manchon coulissant et la couronne à crabots du pignon. Pour obtenir pour l'engagement de l'accouple- ment un genre d'encliquetage qui évite toute désolidarisation in- tempestive de l'engagement d'accouplement, en particulier lorsque des fluctuations de charge se manifestent, les dents de la denture à crabots du manchon coulissant sont pourvues sur leurs extrémités frontales de contre-dépouilles qui coopèrent avec les dents de la couronne à crabotage située du côté pignon, ceci dans le sens d'un encliquetage axial. Du fait qu'entre ces contre-dépouilles est produite une section transversale de dents réduite par rapport aux extrémités, pour la fabrication de tel manchon coulissant s'of- frent surtout des procédés d'usinage à enlèvement de copeaux, qui sont coûteux Pour permettre, malgré l'existence des con- tre-dépouilles, d'obtenir une fabrication faisant appel à la métallurgie des poudres, il a déjà été proposé (EP-A-0 389 024) de constituer le manchon coulissant de deux bagues partielles frit- tées, en opérant par des procédés de jonction classiques. Du fait de la division de préférence médiane du manchon coulissant, le long d'un plan de division normal par rapport à l'axe, on peut en effet démouler les ébauches, pressées à partir d'une poudre de frittage et destinées aux bagues partielles, du fait que la con- tre-dépouille n'existe que d'un côté, ce qui permet d'obtenir un démoulage sans problème hors de l'outil de pressage, en se dépla- çant en direction axiale, ce qui est impossible lorsque l'on a af- faire à des contre-dépouilles prévues des deux côtés, du fait de la réduction de la section transversale entre les con- tre-dépouilles. Abstraction du fait du coût de fabrication impu- table à la fabrication des bagues partielles, il faut prendre en compte cette possibilité de fabrication par la métallurgie des poudres avec les inconvénients qu'apportent la liaison après-coup des bagues partielles frittées. L'invention a ainsi pour but de fournir un procédé de frit- tage pour la fabrication d'un manchon coulissant du type évoqué au début, qui permette la fabrication d'une seule pièce du manchon coulissant et qui évite de ce fait les inconvénients liés à la jonction de deux pièces de frittage. L'invention résout ce problème par le fait que l'ébauche est pressée avec des dents présentant, au moins dans la zone d'une face frontale, la section transversale réduite, de façon ininter- rompue, jusqu'à l'extrémité des dents et l'ébauche est frittée, avant que les dents soient embouties, depuis la face frontale cor- respondante, pour constituer les contre-dépouilles. Du fait que, suite à ces dispositions, on fabrique une ébauche qui ne présente aucune contre-dépouille dans la denture à crabots interne, au moins dans la zone d'une face frontale, il y a suppression des inconvénients qui sont, par ailleurs, liés au démoulage de l'ébauche hors de l'outil de pressage, de sorte que le manchon coulissant peut être fritté d'une manière ayant fait ses preuves, en tout cas sans avoir de contre-dépouilles, au moins dans la zone d'une extrémité frontale des dents. Ces con- tre-dépouilles, qui font défaut pour l'encliquetage visé, sont, de ce fait, formées après-coup par un emboutissage des dents, en opé- rant depuis la face frontale correspondante, ce qui peut être ef- fectué sans coût particulier, d'autant que les contre-dépouilles sont relativement petites et que par suite elles ne demandent de disposer que d'une accumulation de matière faible correspondante. Du fait du simple emboutissage, fait après-coup, concernant l'ob- tention des contre-dépouilles, on pourrait renoncer à la réalisa- tion de la contre-dépouille des dents, par creusement au moyen de l'outil de pressage, et les dents sont pressées avec une section qui est réduite de façon de ininterrompue sur toute leur longueur. L'outil de pressage peut dans ce cas être d'une configuration no- tablement plus simple. Du fait, que suite à la plus grande facilité de l'engagement de l'accouplement de la denture à crabots du manchon coulissant avec la couronne à crabotage du pignon à entraîner, les dents de la denture à crabots du manchon coulissant présentent fréquemment des faces frontales cunéiformes, il suffit, pour effectuer l'em- boutissage des contre-dépouilles de telles dents, que l'angle de coin des faces frontales soit diminué au moment o est opéré l'em- boutissage, ce qui est lié à un fluage avantageux du matériau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, un mode de réalisation préféré du procédé de fabrica- tion d'un manchon coulissant. la figure 1 représente l'ébauche frittee d'un manchon coulis- sant, avant emboutissage des contre-dépouilles de dents, dans la zone de la denture à crabots interne, en coupe axiale. la figure 2 représente ce manchon coulissant en vue partielle sur une face frontale, la figure 3 représente une coupe selon la ligne III- III de la figure 2, complétée par un outil d'emboutissage, et la figure 4 est une représentation, correspondant à la figure 3, d'une extrémité de dent avec un outil d'emboutis- sage, à plus grande échelle. Le manchon coulissant représenté, destiné au dispositif de synchronisation d'une boîte de vitesses à engrenages d'un véhicule automobile, est constitué essentiellement d'un corps annulaire 1, qui présente, dans la zone de sa périphérie extérieure, une gorge de réception 2 destinée à l'engagement d'une fourche de manoeuvre et, dans la zone de sa périphérie intérieure, une denture & crabots 3 qui constitue un accouplement à crabot, agissant selon la direction de déplacement axial du manchon coulissant, avec la couronne à crabot, de l'un des deux pignons, disposés de par et d'autre du manchon coulissant et lui étant coaxiaux. Les dents 4 de cette denture à crabots sont pourvues de faces frontales 5 cunéiformes, des contre-dépouilles 6 devant être produites suite à ces faces frontales 5, au moins dans la zone de quelques dents 4 (figure 4), afin d'obtenir, avec la couronne à crabots de chaque pignon accouplé, un encliquetage axial qui exclut toute désolida- risation intempestive de l'accouplement à crabots. Le choix de prévoir des dents, ayant de part et d'autre une contre-dépouille et prévues dans la zone de la denture à crabots intérieure, em- pêche cependant que l'on puisse fabriquer le manchon coulissant par la métallurgie des poudres, parce qu'une ébauche pressée de manière correspondante à ce manchon coulissant, à partir d'une poudre de frittage, ne peut être démoulée de l'outil de pressage. Pour cette raison, on fabrique une ébauche 7 et on la fritte, cette ébauche présentant des dents 4 n'ayant pas de con- tre-dépouilles 6, donc des dents 4 dont la section transversale permet sur la longueur de la dent un démoulage simple de l'ébauche hors de l'outil de pressage. Cette ébauche 7 est frittée, de manière classique, après son démoulage et est calibrée avant que les contre-dépouilles 6 soient formées par emboutissage, comme ceci est indiqué sur les figures 3 et 4. A cette fin. on utilise un outil d'emboutissage 8 qui presse contre les faces frontales 5 cunéiformes des dents 4. notamment par les faces de coin 9 qui ont un angle d'ouverture plus petit que celui des faces frontales 5 des dents 4, si bien que, dans le cas d'application d'une force d'emboutissage correspondante, on obtient une accumulation de matière 10 constituant les contre-dépouilles 6, comme ceci est représenté en trait mixte sur la figure 4. Au moyen de l'outil d'emboutissage 8, on provoque non seulement un fluage du matériau mais également un compactage du matériau dans la zone des faces frontales 5, ce qui amène une adaptation avantageuse des proprié- tés des matériaux vis-a-vis des sollicitations auxquelles ils vont être soumis ultérieurement. Après l'emboutissage des contre-dépouilles 6, les dents 4 peuvent faire l'objet d'un travail de retouche entre les con- tre-dépouilles, dans la zone de la section transversale 11 réduite vis-àvis des accumulations de matériaux 10, en utilisant un outil de pressage qui effectue un mouvement de roulement sur la denture à crabots 3. Evidemment, le manchon coulissant ainsi fabriqué peut être soumis à un traitement thermique usuel, ou analogue. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un manchon coulissant pour le dispositif de synchronisation d'une boite de vitesses à engrenages, par frittage d'une ébauche pressée à partir d'une poudre de frittage, les dents de la denture à crabots interne du manchon coulissant présentant, entre leur deux extrémités frontales. du fait de l'existence de contre-dépouilles, une section transversale réduite, caractérisé en ce que l'ébauche (7) est pressée, les dents (4) présentant au moins dans la zone d'une face frontale la section transversale (11) réduite, ininterrompue, jusqu'à l'extrémité de dent, et est frittée, avant que les dents (4) ne soient embouties, depuis la face frontale correspondante, pour constituer les contre-dépouilles (6). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les dents (4) sont dotées de faces frontales (5) cunéiformes, l'angle de coin des faces frontales (5) est diminué à l'occasion de l'opération d'emboutissage.