Brevet FR2724701A1 — publié le 19960322

L'invention a trait à un procédé pour assembler un dispositif de synchronisation destiné à une bolte de vitesses à engrenages et constitué par un moyeu pourvu d'un manchon coulissant, ainsi que par au moins un accouplement conique comprenant un anneau à double cône qui peut tourner librement par rapport au moyeu et qui peut être serré par conjugaison des forces entre un anneau de friction intérieur pouvant être relié au moyeu et un anneau de synchronisation extérieur, celui-ci pouvant être déplacé axialement par rapport à l'an- neau de friction au moyen du manchon coulissant, procédé dans lequel l'accouplement conique embrayé et l'anneau de synchro- nisation extérieur sont amenés en butée sur une butée de mon- tage qui assure un jeu dans le sens axial entre l'anneau de synchronisation et le moyeu, avant que l'anneau de friction ne soit fixé sur le moyeu dans le sens axial et que la butée de montage ne soit alors enlevée. Dans les boîtes de vitesses à engrenages comprenant un moyeu qui est monté fixe en rotation sur un arbre et une roue dentée qui peut tourner librement sur cet arbre, afin de pouvoir relier sans perturbations le moyeu à la roue dentée par l'intermédiaire d'un accouplement à griffes formé par un manchon coulissant qui peut être déplacé axialement sur le moyeu et qui peut être poussé sur une couronne à griffes située du côté de la roue dentée, il faut que la roue dentée prenne la vitesse périphérique du moyeu. Ceci est obtenu grâ- ce à un accouplement conique qui est prévu entre le moyeu et la roue dentée et qui présente un anneau à double cône, ce dernier produisant un entraînement en rotation de la roue dentée et pouvant être serré par conjugaison des forces entre un anneau de friction intérieur qui est solidaire en rotation du moyeu et un anneau de synchronisation qui peut être dépla- cé axialement par rapport à cet anneau de friction au moyen du manchon coulissant. Si le manchon coulissant est déplacé sur le moyeu dans le sens d'une venue en prise de l'accouple- ment, ceci accélère l'anneau à double cône jusqu'à la vitesse périphérique du moyeu, du fait de l'entraînement axial de l'anneau de synchronisation, et par conjugaison par friction entre l'anneau de friction intérieur et l'anneau de synchro- nisation extérieur, en accélérant donc la roue dentée qui est solidaire en rotation de l'anneau de synchronisation, et ceci permet ensuite une venue en prise facile entre le manchon coulissant et la couronne & griffes de la roue dentée. Une condition pour que l'actionnement de l'accouplement conique par l'intermédiaire du manchon coulissant soit aussi exempt de course à vide que possible est que le jeu axial qui est nécessaire pour la rotation libre de l'anneau à double cône soit maintenu à une valeur aussi faible que possible. A cette fin, il est connu par le brevet européen n' 389.324 de fixer ce jeu axial par une butée de montage qui est située du côté du moyeu et sur laquelle l'anneau de synchronisation extéri- eur de l'accouplement conique est amené en appui. A la condi- tion que l'anneau de synchronisation, l'anneau à double cône et l'anneau de friction intérieur viennent en prise entre eux sans aucun jeu, la position axiale de l'anneau de friction intérieur peut être ainsi fixée sur le moyeu, dans la posi- tion de butée de l'anneau de synchronisation, en vue du jeu qui est déterminé par cette butée de montage, l'anneau de friction intérieur étant fixé sur le moyeu, par exemple par soudage ou par pressage. Pour l'actionnement de l'accouple- ment conique, il faut bien entendu retirer à nouveau la butée de montage qui est destinée à l'anneau de synchronisation. Malgré ces dispositifs qui facilitent le montage, on ne pou- vait toutefois pas satisfaire à des exigences très élevées quant à une fourchette de tolérances suffisamment étroite pour le jeu axial de l'accouplement conique, et on ne pouvait donc pas obtenir une limitation correspondante de la course à vide dans le sens axial. Le but de l'invention est donc de développer un procédé pour assembler un dispositif de synchronisation des- tiné à une boite de vitesses à engrenages du genre spécifié au début d'une manière telle que l'on puisse assurer une course à vide minimale lors de l'actionnement de l'accouple- ment conique du dispositif de synchronisation par l'intermé- diaire du manchon coulissant. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que l'on pousse l'accouplement conique contre la butée de montage avec une force axiale prédéterminée, celle-ci agis- sant sur l'anneau de friction intérieur qui peut coulisser axialement sur le moyeu, sans frottement pour l'essentiel, et par le fait que l'on fixe alors l'anneau de friction sur le moyeu dans le sens axial, la position axiale de cet anneau de friction étant maintenue fixe. L'invention part de la constatation que les forces de frottement axiales qui interviennent lors de l'assemblage du dispositif de synchronisation et le comportement élastique à la flexion des diverses parties de l'accouplement conique dans la direction axiale lors de la fixation de l'anneau de friction intérieur sur le moyeu dans le sens axial ont, dans certaines circonstances, une influence considérable sur la course & vide ultérieure de l'accouplement conique, et qu'il est donc impossible de les négliger. Pour cette raison, l'ac- couplement conique est serré sous une précontrainte avec une force axiale prédéterminée sur la butée de montage qui est située du côté du moyeu, cependant que la possibilité de déplacer sans frottement, pour l'essentiel, l'anneau de fric- tion intérieur sur le moyeu fait en sorte que la précontrain- te agissant sur l'accouplement conique soit effectivement déterminée par la seule force axiale appliquée, et qu'elle ne soit pas influencée par des forces de frottement axiales entre l'anneau de friction intérieur et le moyeu, comme tel est le cas, par exemple, lorsque l'anneau de friction intéri- eur est fixé par pressage sur le moyeu. Un déplacement qui est sans frottement pour l'essentiel peut être obtenu d'une manière simple par un ajustement de glissement de l'anneau de friction intérieur sur le moyeu. Dans un autre développement de l'invention, on peut obtenir des conditions de montage particulièrement simples grâce au fait que la force axiale est appliquée sur l'anneau de friction intérieur par l'intermédiaire d'un anneau de fixation que l'on pose à chaud sur le moyeu avec un jeu radi- al et que l'on fait refroidir en conservant la force axiale jusqu'à la formation d'un ajustement fretté. Du fait que l'on prévoit un anneau de fixation par l'intermédiaire duquel la force axiale est appliquée sur l'anneau de friction intéri- eur, il n'est plus nécessaire de fixer l'anneau de friction intérieur lui-même sur le moyeu. En outre, on obtient un positionnement très précis parce que la force axiale qui est destinée à relier l'anneau de fixation et le moyeu n'est pas supprimée, et qu'il suffit d'attendre que l'anneau de fixa- tion chaud se soit suffisamment refroidi pour fournir un ajustement fretté correspondant. Une liaison supplémentaire peut être assurée ultérieurement par soudage. La précontrainte de l'accouplement conique lors du montage du dispositif de synchronisation offre la possibilité d'une vérification simple du montage. A cette fin, après la fixation de l'anneau de friction intérieur sur le moyeu dans le sens axial et avant l'enlèvement de la butée de montage, il suffit de faire tourner l'anneau de synchronisation, la force axiale extérieure étant supprimée, et de déterminer le couple qui est nécessaire pour sa rotation, celui-ci étant une mesure de la précontrainte effective de l'accouplement conique et permettant donc d'apprécier le jeu qui a été réglé. Le procédé selon l'invention pour assembler un dis- positif de synchronisation destiné à une bolte de vitesses à engrenages est expliqué d'une manière plus détaillée à l'aide du dessin. Les figures montrent: La figure 1 un dispositif selon l'invention pour assembler un dispositif de synchronisation en une vue en cou- pe axiale simplifiée, La figure 2 une vue de dessus d'un dispositif de synchronisation prise depuis un dispositif de montage, et: La figure 3 une vue en coupe axiale du dispositif de la figure 2 prise selon la ligne II-II, le dispositif com- prenant une tête pour l'essai du montage. Comme on le voit sur les figures 1 et 3, le dispo- sitif pour assembler un dispositif de synchronisation 1 com- porte un manchon de serrage 3 qui coopère avec un mandrin conique 2 et qui peut être déplacé axialement sur ce dernier au moyen d'une tige de piston 4, celle-ci traversant le man- drin creux 2. Le moyeu 6 du dispositif de synchronisation 1 est enfoncé par sa denture intérieure sur la denture extéri- eure du manchon de serrage 3 jusqu'à ce qu'il vienne en appui sur un support 5, et il peut être ainsi centré par rapport au mandrin 2 par l'intermédiaire du manchon de serrage 3, puis serré pour la suite de l'assemblage. Le dispositif de synchronisation 1 est lui-même pourvu de deux accouplements coniques 7 qui sont disposés des deux côtés du moyeu 6 et qui sont constitués chacun par un anneau de friction intérieur 8, par un anneau de synchronisa- tion extérieur 9 et par un anneau à double cône 10 entre les anneaux 8 et 9. Tandis que l'anneau de friction intérieur 8 et l'anneau de synchronisation extérieur 9 sont associés au moyeu 6, l'anneau à double cône 10 présente des taquets d'en- tralnement 11 qui font saillie axialement et qui sont desti- nés à une roue dentée d'une boite de vitesses à engrenages. Cette roue dentée peut être reliée au moyeu 6 par l'intermé- diaire d'un accouplement & griffes qui peut être embrayé, celui-ci se composant d'un manchon coulissant qui peut être déplacé axialement sur le moyeu 6 et d'une couronne à griffes qui est associée à la roue dentée et qui est destinée à rece- voir le manchon coulissant. Ce dernier est généralement déplacé par une fourchette de changement de vitesse, il est monté sur une couronne à griffes 12 formée par le moyeu 6 et il peut être fixé axialement par rapport à ce dernier au moyen d'un encliquetage élastique. A cette fin, des enclique- tages à billes soumis à l'action de ressorts peuvent être montés dans des perçages radiaux 13 qui sont répartis sur tout le pourtour de la couronne à griffes 12, et ils coopè- rent avec des encliquetages conjugués correspondants du man- chon coulissant. Afin que ce dernier puisse être enfoncé sans perturbations sur la couronne & griffes de la roue dentée de la bolte de vitesses à engrenages qu'il s'agit d'entraîner & chaque fois, il faut faire en sorte que les vitesses périphé- riques du manchon coulissant et de la roue dentée à entraîner coincident entre elles. L'entraînement de la roue dentée qui est nécessaire & cet effet a lieu par l'intermédiaire de l'accouplement conique associé 7 dont l'anneau de synchroni- sation 9 est entraîné lors d'un déplacement axial du manchon coulissant, de sorte que l'anneau à double cône 10 est serré avec une conjugaison par friction entre l'anneau de friction intérieur 8 qui est entraîné par le moyeu 6 et l'anneau de synchronisation 9, et qu'il est accéléré jusqu'à la vitesse périphérique du moyeu 6. Une condition à cela est que l'an- neau de friction intérieur 8 soit fixé axialement sur le moyeu 6 d'une manière telle que le trajet de déplacement de l'anneau de synchronisation 9 soit étroitement limité et par exemple inférieur à 0,1 mm. Afin d'assurer cette faible course à vide de l'ac- couplement conique 7 lors de l'assemblage du dispositif de synchronisation 1, il est prévu du côté du moyeu une butée de montage 14 qui détermine ce jeu et sur laquelle l'anneau de synchronisation 9 de l'accouplement conique 7 est serré par une force axiale agissant sur l'anneau de friction intérieur 8. Cette force axiale produit une précontrainte de l'accou- plement conique qui compense tous les jeux, de sorte que la position axiale de l'anneau de friction intérieur 8 sur le moyeu 6 peut être déterminée avec une grande précision pour le jeu axial de l'anneau de synchronisation 9 qui doit être réglé lorsque l'on fait en sorte que l'anneau de friction 8 puisse être enfoncé sur le moyeu 6 sans frottement pour l'es- sentiel. Dans ce cas, la charge axiale de l'accouplement conique dépend en effet uniquement de la force axiale qui est appliquée. Dans le dispositif que représente la figure 1, et afin d'appliquer la force axiale, on pose tout d'abord une tête de montage 15 sur le côté frontal du moyeu 6 qui repose sur le support 5, et on l'aligne par rapport au mandrin 2 au moyen d'une tige de centrage 17 qui pénètre dans un pertage de centrage 16. Cette tête de montage 15 porte un anneau de fixation chauffé 18 qui peut être poussé sur le moyeu 6 avec un jeu radial dans l'état o il est chaud, mais qui assure un ajustement fretté sur le moyeu quand il s'est refroidi. A l'aide d'un manchon de compression 19 qui est monté coulis- sant sur la tête de montage 15, l'anneau de fixation 18 peut être poussé sur le moyeu 6 le long de la tête de montage 15, et il peut être serré contre l'anneau de friction intérieur 8 de l'accouplement conique 7 avec une force axiale réglable, ce qui se traduit par un serrage correspondant de l'anneau de synchronisation extérieur 9 sur la butée de montage 14 sous une précontrainte axiale déterminée de l'accouplement coni- que. Dans l'exemple de réalisation, la butée de montage 14 est constituée par des goujons de butée 20 que l'on a intro- duits dans les percages 13 qui sont destinés aux encliqueta- ges à billes. Bien entendu, d'autres butées sont toutefois également possibles. Afin de fixer la position axiale précise de l'an- neau de friction intérieur 8 sur le moyeu 6, il est seulement nécessaire d'attendre l'ajustement fretté de l'anneau de fixation 18 sur le moyeu 6 après un refroidissement corres- pondant de cet anneau de fixation, avant que ce dernier puis- se être déchargé de la charge axiale qui est appliquée par l'intermédiaire du manchon de compression 19. Pour vérifier le réglage du jeu, on peut enlever la tête de montage 15 et poser une tête d'essai 21 à l'aide de laquelle on applique un couple croissant sur l'anneau de synchronisation extérieur 9 avant d'enlever la butée de montage 14, et ce, jusqu'à ce que l'anneau de synchronisation 9 ait tourné par rapport au moyeu 6. Le couple qui est nécessaire pour faire tourner l'anneau de synchronisation 9 représente une valeur de la précontrain- te axiale de l'accouplement conique 7, de sorte que l'on peut vérifier efficacement sur la base de ce couple le réglage du jeu qui été réalisé. Le couple est appliqué sur la tête d'es- sai 21 au moyen d'un bras 22 sur lequel agit une force cons- tante P dont la distance par rapport à la tête d'essai 21 dans le sens radial est augmentée afin d'atteindre l'augmen- tation du couple qui est nécessaire, comme cela est indiqué par la flèche 23 sur les figures 2 et 3. Lors du début de la rotation de l'anneau de synchronisation 9 auquel le couple est transmis par l'intermédiaire de doigts d'entraînement 25 qui viennent en prise avec des prolongements d'arrêt 24, on peut lire la distance de la force P par rapport à la tête d'essai 21 dans le sens radial, et elle sert de valeur du couple appliqué, et donc de la course à vide de l'accouple- ment conique 7 qui a été réglée. Il ressort de la figure 2 que l'entraînement en rotation de l'anneau de friction intérieur 8 par le moyeu 6 a lieu au moyen de prolongements 26 de cet anneau de friction 8 qui font saillie vers l'intérieur dans le sens radial et qui pénètrent dans des évidements correspondants 27 du moyeu avec un jeu dans la direction périphérique. Comme ce n'est pas l'anneau de friction 8 lui-même, mais l'anneau de fixation 18 qui est fixé d'une manière immuable par rapport au moyeu 8, on peut faire tourner l'anneau de friction 8 sur le moyeu 6 dans les limites du jeu de la pénétration des prolongements 26 de cet anneau de friction dans les évidements 27 du moyeu. Cette possibilité de rotation peut être utilisée pour véri- fier le jeu qui a été réglé sur l'accouplement, de sorte que la rotation de l'anneau de synchronisation 9 par l'intermédi- aire de la tête d'essai 21 ne suppose aucune rotation relati- ve des diverses parties de l'accouplement conique 7. - REVENDICATIONS - 1. Procédé pour assembler un dispositif de synchroni- sation destiné à une boîte de vitesses à engrenages et cons- titué par un moyeu pourvu d'un manchon coulissant, ainsi que par au moins un accouplement conique comprenant un anneau à double cône qui peut tourner librement par rapport au moyeu et qui peut être serré par conjugaison des forces entre un anneau de friction intérieur pouvant être relié au moyeu et un anneau de synchronisation extérieur, celui-ci pouvant être déplacé axialement par rapport à l'anneau de friction au moyen du manchon coulissant, procédé dans lequel l'accouple- ment conique embrayé et l'anneau de synchronisation extérieur sont amenés en butée sur une butée de montage qui assure un jeu dans le sens axial entre l'anneau de synchronisation et le moyeu, avant que l'anneau de friction ne soit fixé sur le moyeu dans le sens axial et que la butée de montage ne soit alors enlevée, caractérisé par le fait que l'on pousse l'ac- couplement conique contre la butée de montage avec une force axiale prédéterminée, celle-ci agissant sur l'anneau de fric- tion intérieur qui peut coulisser axialement sur le moyeu, sans frottement pour l'essentiel, et par le fait que l'on fixe alors l'anneau de friction sur le moyeu dans le sens axial, la position axiale de cet anneau de friction étant maintenue fixe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la force axiale est appliquée sur l'anneau de friction intérieur par l'intermédiaire d'un anneau de fixa- tion que l'on pose & chaud sur le moyeu avec un jeu radial et que l'on fait refroidir en conservant la force axiale jusqu'à la formation d'un ajustement fretté. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'après la fixation de l'an- neau de friction intérieur sur le moyeu dans le sens axial et avant l'enlèvement de la butée de montage, on fait tourner l'anneau de synchronisation, la force axiale extérieure étant supprimée, et on détermine le couple qui est nécessaire pour la rotation en vue de vérifier le montage.