Brevet FR2742204A1 — publié le 19970613

Dispositif de commande pour boite de vitesses à engrenages du type à arbre intermédiaire L'invention se rapporte à un dispositif de commande pour une boîte de vitesses à engrenages du genre à arbre intermédiaire, comprenant une pignon fou qui peut être accouplé à son arbre au moyen d'un crabotage à action positive, un support de baladeur agencé à côté du pignon fou ainsi que concentrique à l'arbre et cinématiquement solidaire de ce dernier, un baladeur agencé concentriquement au support de baladeur, solidaire de ce dernier en rotation et mobile en translation axiale, un anneau de crabotage agencé concentriquement au pignon fou, une denture de crabotage axiale intérieure du baladeur et une denture de crabotage extérieure correspondante appartenant à l'anneau de crabotage, et dans lequel la denture de crabotage de l'anneau de crabotage possède un plus grand diamètre que la denture d'engrenage du pignon fou, et l'anneau de crabotage présente sur sa périphérie intérieure une denture d'entraînement servant à établir la liaison de transmission du couple avec le pignon fou. Dans un dispositif de commande du genre cité au début qui est déjà connu (Looman "Zahnradgetriebe" 2ème édition 1988, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New-York Londres Paris Tokyo, page 114, figure 6.22), la denture d'entraînement intérieure de l'anneau de crabotage engrène dans une denture d'entraînement extérieure correspondante portée par le pignon fou de l'étage de pignons correspondant au troisième rapport, la denture d'entraînement extérieure étant formée axialement à côté de la denture d'engrenage, sur un bossage frontal, réduit en diamètre par rapport à la denture d'engrenage, du moyeu du pignon fou. Dans ce dispositif de commande déjà connu, il faut prévoir une gorge de dégagement sur le pignon fou entre la denture d'engrenage et la denture d'entraînement extérieure, pour permettre le dégagement de l'outil de brochage utilisé dans la production de la denture d'entraînement extérieure. Le problème qui est à la base de l'invention consiste essentiellement à créer un dispositif de commande du genre cité au début qui se distingue par une faible longueur d'encombrement et par une fabrication économique. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que, pour entrer en prise pour la transmission du couple avec la denture d'entraînement portée par l'anneau de crabotage, on utilise un segment réduit en diamètre de la denture d'engrenage, prevu sur l'extrémité frontale, voisine du support de baladeur, de la denture d'engrenage qui, dans la région de ses pieds de dents, est ininterrompue sur toute la largeur du pignon fou. Dans le dispositif de commande selon l'invention, le pignon fou n'a pas à être muni d'une denture d'entraînement séparée pour assurer sa liaison de solidarisation en rotation avec l'anneau de crabotage, de sorte qu'en supplément des coûts de fabrication, sa longueur d'encombrement est aussi réduite, puisque la gorge de dégagement de sortie de l'outil de brochage est elle aussi supprimée. Dans le dispositif de commande selon l'invention, le prolongement de la denture d'engrenage forme un épaulement radial qui arrête l'anneau de crabotage dans la direction parallèle à l'axe de rotation, dans le sens qui est dirigé du support de baladeur vers le pignon fou. Dans le dispositif de commande selon l'invention, l'anneau de crabotage est arrêté dans le sens opposé de la direction parallèle à l'axe de rotation, par le fait que le support de baladeur présente, sur sa surface frontale adjacente au pignon fou, une surface de portée axiale qui est à recouvrement radial par rapport à la denture d'engrenage. Dans le dispositif de commande selon l'invention, grâce à une autre caractéristique selon laquelle on utilise pour la denture d'engrenage, une denture oblique dans laquelle les forces qui agissent dans la direction axiale sur la denture de crabotage intérieure sont orientées dans le sens allant du support de baladeur vers le pignon fou, on évite que l'anneau de crabotage n'entre en contact de friction avec le support de baladeur lorsque le dispositif de synchronisation exerce un couple de traînée sur l'anneau de crabotage dans l'état désaccouplé des dentures de crabotage. L'invention est décrite de façon plus détaillée ci-après à propos d'un exemple de réalisation représenté schématiquement sur le dessin. Sur le dessin, la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un dispositif de commande selon l'invention, et la figure 2 est une vue partielle du pignon fou du dispositif de commande de la figure 1, prise selon la direction de la flèche II. Un arbre d'entrée 18, un arbre coaxial (arbre de sortie) 5 et un arbre intermédiaire parallèle 19 sont montés libres en rotation et immobilisés en translation axiale dans le carter 17 d'une boîte de vitesses à engrenages. L'arbre d'entrée 18 et l'arbre intermédiaire 19 sont en liaison cinématique constante par l'intermédiaire d'une prise constante 20, qui comprend un pignon 21 d'arbre principal formé en une seule pièce avec l'arbre d'entrée 18 et un pignon d'arbre intermédiaire 22 qui engrène avec lui, ce dernier pignon étant disposé concentriquement par rapport à l'arbre intermédiaire 19 et étant cinématiquement solidaire de cet arbre. L'arbre de sortie 5 et l'arbre intermédiaire 19 peuvent être mis en liaison cinématique au moyen d'un étage d'engrenage 23 correspondant à un rapport supérieur de marche avant et qui est composé d'un pignon fou 6 (pignon de l'arbre principal) monté libre en rotation mais bloqué en translation axiale ainsi que concentriquement par rapport à l'arbre de sortie 5, et d'un pignon d'arbre intermédiaire 24, agencé concentriquement par rapport à l'arbre intermédiaire 19 et cinématiquement solidaire de cet arbre, et qui engrène avec le pignon fou 6. Les pignons 6 et 21 des arbres principaux peuvent être accouplés facultativement à l'arbre de sortie 5 par un dispositif de commande 3, pour permettre d'enclencher sélectivement le rapport supérieur de marche avant et le rapport de prise directe en marche avant. A cet effet, le dispositif de commande 3 coopère avec un embrayage de changement 4 qui comprend un support de baladeur annulaire 7, agencé concentriquement par rapport à l'arbre 5 et cinématiquement solidairement de cet arbre, et disposé axialement entre les pignons 6 et 21 des arbres principaux, ainsi qu'un baladeur 8 agencé concentriquement, solidairement en rotation et mobile en translation axiale par rapport à ce support. Le baladeur 8 présente une denture de crabotage axiale intérieure 10 qui peut être engagée, pour l'enclenchement du rapport supérieur en marche avant, dans une denture de crabotage axiale extérieure correspondante 11 d'un anneau de crabotage 9 qui est lié solidairement en rotation au pignon fou 6 dans un mode selon l'invention. A cet effet, la denture d'engrenage 12 du pignon fou 6 qui est en prise d'engrènement avec le pignon 24 de l'arbre intermédiaire présente, à son extrémité frontale 15 proche du support de baladeur 7, un segment 14 réduit en diamètre dans lequel est engagée solidairement en rotation une denture d'entraînement axiale intérieure correspondante 13 prévue sur la périphérie intérieure de l'anneau de crabotage 9. L'épaulement radial formé sur la denture d'engrenage 12 par le segment 14 arrête l'anneau de crabotage 9 dans le sens parallèle à l'axe de rotation 25-25 de l'embrayage de commande 4 qui est dirigé du support de baladeur 7 vers le pignon fou 6. Dans le sens opposé, la position de l'anneau de crabotage 9 est fixée par une surface frontale de portée axiale 16 prévue sur le moyeu 26 du support de baladeur 7, la surface 16 étant à recouvrement radial par rapport à la denture d'engrenage 12. Cette liaison entre le pignon fou 6 et l'anneau de crabotage 9 est rendue possible par le fait que le diamètre 27 de la denture de crabotage extérieure 11 est beaucoup plus grand que le diamètre extérieur de la denture d'engrenage 12. Ainsi que ceci ressort de la disposition oblique d'une tête de dent 29 de la denture d'engrenage 12 par rapport à l'axe du pignon fou 6, axe qui coïncide avec l'axe de rotation 25-25 (figure 2), la denture d'engrenage 12 est taillée en oblique, le sommet de l'angle d'inclinaison étant placé par rapport au sens de rotation 31 du pignon fou 6, relativement au support de baladeur 7, de manière que, s'il se manifeste des couples de traînée à vide dans le dispositif synchroniseur 30 interposé entre le baladeur 8 et l'anneau de crabotage 9, l'anneau de crabotage 9 s'éloigne du support de baladeur 7, dans le sens axial dirigé vers le pignon fou 6. Lorsque l'arbre d'entrée 18 tourne, le pignon fou 6 tourne alors toujours plus vite que le support de baladeur 7 lorsque les dentures de crabotage 10 et 11 ainsi que le dispositif synchroniseur 30 sont hors de prise. R E V E N D I C A T I ONS 1. Dispositif de commande pour boite de vitesses à engrenages du genre à arbre intermédiaire, comprenant une pignon fou qui peut être accouplé à son arbre au moyen d'un crabotage à action positive, un support de baladeur agencé à côté du pignon fou ainsi que concentrique à l'arbre et cinématiquement solidaire de ce dernier, un baladeur agencé concentriquement au support de baladeur, solidaire de ce dernier en rotation et mobile en translation axiale, un anneau de crabotage agencé concentriquement au pignon fou, une denture de crabotage axiale intérieure du baladeur et une denture de crabotage extérieure correspondante appartenant à l'anneau de crabotage, et dans lequel la denture de crabotage de l'anneau de crabotage possede un plus grand diamètre que la denture d'engrenage du pignon fou, et l'anneau de crabotage présente sur sa périphérie intérieure une denture d'entraînement servant à établir la liaison de transmission du couple avec le pignon fou, caractérisé en ce que, pour entrer en prise pour la transmission du couple avec la denture d'entraînement (13) portée par l'anneau de crabotage (9), on utilise un segment (14) réduit en diamètre de la denture d'engrenage (12) prévu sur l'extrémité frontale (15), voisine du support de baladeur (7), de la denture d'engrenage (12) qui, dans la région de ses pieds de dents, est ininterrompue sur toute la largeur du pignon fou (6). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de baladeur (7) présente, sur sa surface frontale adjacente au pignon fou (6), une surface de portée axiale (16) qui est à recouvrement radial par rapport à la denture d'engrenage (12). 3. Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise pour la denture d'engrenage (12), une denture oblique dans laquelle les forces qui agissent dans la direction axiale sur la denture de crabotage intérieure (13) sont orientées dans le sens allant du support de baladeur (7) vers le pignon fou (6).