Brevet FR2742501A1 — publié le 19970620

La présente invention concerne un synchroniseur pour un pignon monté libre en rotation sur un arbre. Elle s'applique plus particulièrement à la fabrication de boîtes de vitesses pour véhicule automobile. On connaît déjà dans l'état de la technique un synchroniseur pour pignon monté libre en rotation sur un arbre, comprenant un baladeur de commande à colonnettes et des surfaces tronconiques de friction complémentaires liées en rotation, respectivement, avec le baladeur et le pignon. Le baladeur comporte une couronne dentée de crabotage destinée à coopérer avec une denture de crabotage complémentaire solidaire du pignon. Dans un tel synchroniseur à colonnettes, la couronne de crabotage est disposée radialement entre les surfaces coniques de friction et l'axe de l'arbre. Le diamètre de la couronne de crabotage est donc relativement faible ce qui conduit à un effort d'engagement des dentures de crabotage relativement important et à des performances de transmission de couple limitées. Des synchroniseurs à colonnettes sont décrits par exemple dans US-A-3 286 801 et FR-A-2 556 437. On connaît également dans l'état de la technique un synchroniseur pour un pignon monté libre en rotation sur un arbre, du type "Borg-Warner", comprenant un moyeu porté par l'arbre et lié en rotation avec celui-ci, un manchon de commande monté coulissant axialement sur le moyeu et lié en rotation avec ce dernier, le manchon étant muni d'une denture interne de crabotage destinée à coopérer, lorsque le manchon est dans une position axiale extrême d'engagement, avec des dentures complémentaires ménagées sur deux organes dentés dont le premier est porté par le moyeu et le second est lié en rotation avec le pignon, de manière à lier en rotation le moyeu et les deux organes de crabotage, et du type comprenant deux surfaces tronconiques de friction mâle et femelle ménagées sur deux organes de friction dont le premier est lié en rotation avec le moyeu, au moins dans une position du manchon de commande, et le second est lié en rotation avec le pignon, les surfaces de friction étant disposées radialement entre la denture de crabotage du manchon et l'axe de l'arbre. Des synchroniseurs de type "Borg-Warner" sont décrits par exemple dans US-A-2 221 901 et FR-A-1 499 952. L'invention a pour but d'optimiser l'efficacité de ce dernier type de synchroniseur. A cet effet l'invention a pour objet un synchroniseur du type "Borg-Warner" précité, caractérisé en ce que la surface de friction mâle est ménagée sur le premier organe de friction et converge vers le pignon, et la surface de friction femelle est ménagée dans le second organe de friction et diverge vers le moyeu. Selon des caractéristiques de différents modes de réalisation de l'invention - le premier organe denté et le premier organe de friction forment une seule bague liée en rotation au moyeu avec un jeu angulaire - le second organe denté est venu de matière avec le pignon - le second organe de crabotage est rapporté sur le pignon - le second organe de friction est délimité par une première douille conique de friction liée en rotation avec le pignon - le synchroniseur comprend une seconde douille de friction, liée en rotation avec le premier organe de friction, intercalée radialement entre la première douille de friction et la denture du second organe denté - le second organe de friction est venu de matière avec le pignon - le second organe denté et le second organe de friction sont délimites par un seul et méme prolongement axial du pignon qui délimite dans celui-ci un évidement annulaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un synchroniseur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2 et 3 sont des vues partielles similaires à la figure 1 montrant respectivement des synchroniseurs selon des second et troisième modes de réalisation de l'invention. On a représenté sur la figure 1 un synchroniseur selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence générale 10. Ce synchroniseur est de type double et sa structure est globalement symétrique par rapport à son plan médian M. Les composants doubles de ce synchroniseur sont désignés par des chiffres de référence identiques indicés A ou B selon leur position à droite ou à gauche du plan M en considérant la figure 1. On reconnaît sur cette figure un arbre 12, d'axe X, sur lequel est fixé axialement et immobilisé en rotation un moyeu 14. De part et d'autre de ce moyeu, par rapport au plan médian M, sont disposés deux pignons 16A et 16B qui sont immobilisés axialement mais libres en rotation sur l'arbre 12. Le synchroniseur 10 comporte également un manchon de commande 18 qui est susceptible d'être déplacé axialement par rapport au moyeu 14 sous l'action d'une fourchette de commande 20 qui est reçue dans une rainure 22 ménagée dans la périphérie du manchon de commande 18. Les différentes positions axiales du manchon 18 par rapport au moyeu 14 résultent de la coopération de moyens d'armement classiques comprenant notamment des anneaux élastiques 24A,24B et des rampes 26A,26B ménagés sur la surface interne du manchon 18. Pour les raisons de symétrie précisées plus haut, on ne décrira, dans ce qui suit, qu'une moitié gauche ou droite du synchroniseur illustré sur la figure 1. Le manchon 18 est muni d'une denture de crabotage interne 28 destinée à coopérer, lorsque ce manchon est dans une position axiale extrême d'engagement, avec des dentures complémentaires 30A,30B,32A,32B ménagées sur deux organes denté. Un premier organe denté forme une bague 34A,34B liée en rotation au moyeu 14 avec un jeu angulaire. On notera que cette bague porte l'anneau élastique correspondant 24A,24B. Le second organe denté est délimité par un prolongement axial 36A,36B du pignon correspondant. Lorsque le manchon 18 est dans sa position axiale extreme d'engagement, il lie en rotation le moyeu 14, le pignon 16A,16B et la bague 34A,34B. Le synchroniseur 10 comporte en outre au moins deux surfaces tronconiques de friction mâle 38A,38B et femelle 40A,40B. La surface de friction mâle 38A,38B est ménagée sur un organe de friction formant un prolongement axial 42A,42B du coulisseau 34A,34B et converge vers le pignon correspondant 16A,16B. La surface de friction femelle 40A,40B est ménagée dans un second organe de friction constitué par une douille conique 44A,44B liée en rotation, de façon connue en soi, avec le pignon 16A,16B correspondant. La surface de friction femelle 40A,40B diverge vers le moyeu 14. La douille conique 44A,44B est logée dans un évidement annulaire 46A,46B ménagé dans le prolongement axial 36A,368 du pignon correspondant, de façon que la denture 32A,32B du second organe denté entoure cet évidement et la douille 44A,44B. On notera donc que les surfaces tronconiques de friction 38A,38B,40A,40B sont disposées radialement entre les dentures de crabotage 28,30A,30B,32A,32B et l'axe X de l'arbre 12. Sur la figure 1, on a également représenté une douille conique de friction supplémentaire 48A,48B, liée en rotation avec la bague 34A,34B. Cette douille supplémentaire 48A,48B est intercalée entre la douille précédente 44A,44B et un contour de l'évidement 46A,46B de forme complémentaire à cette douille supplémentaire. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la douille supplémentaire 48A,48B est délimitée, comme l'autre douille 44A,44B, par des surfaces internes et externes tronconiques divergeant vers le moyeu 14. En variante, la surface externe de la douille supplémentaire 48A,48B et le contour complémentaire à cette surface de l'évidement 46A,46B peuvent être cylindriques, la friction s'effectuant alors sur les deux surfaces tronconiques, externe et interne, de la douille 44A,44B. Sur la figure 2, on a représenté un second mode de réalisation du synchroniseur 10 selon l'invention. Dans ce cas, le second organe de crabotage 36A est fabriqué séparément du pignon 16A, par exemple par découpage fin d'une tôle, puis est fixé de façon connue en soi sur le pignon. Sur la figure 3, on a représenté un troisième mode de réalisation du synchroniseur 10 selon l'invention. Dans ce cas, le second organe denté et le second organe de friction sont délimités par le même prolongement axial 36A du pignon 16A. La surface tronconique de friction femelle 40A est constituée par le contour de l'évidement 46A. L'invention comporte de nombreux avantages. La denture de crabotage 28 du manchon de commande 18 a un diamètre relativement important permettant de minimiser l'effort d'engagement de cette denture 28 dans les dentures complémentaires 30A,30B,32A,32B et d'optimiser la transmission de couple entre l'arbre et le pignon. La surface tronconique de friction femelle, ménagée dans le pignon de façon à être intercalée radialement entre la denture de crabotage de ce pignon et l'axe de l'arbre, permet d'optimiser l'efficacité du synchroniseur. En effet, le pignon portant la surface tronconique femelle est allégé par rapport au cas classique où ce pignon porte par un prolongement axial la surface tronconique mâle, ce qui réduit l'inertie du pignon. De plus, le fait de ménager la surface de friction femelle dans le pignon permet d'augmenter le diamètre moyen de cette surface par rapport à un synchroniseur classique dans lequel cette surface femelle est portée par le moyeu, et par suite d'accroître le couple d'entraînement par frottement du pignon avant crabotage. REVENDICATIONS 1. Synchroniseur pour un pignon (16A,16B) monté libre en rotation sur un arbre (12), du type comprenant un moyeu (14) porté par l'arbre et lié en rotation avec celui-ci, un manchon (18) de commande monté coulissant axialement sur le moyeu (14) et lié en rotation avec ce dernier, le manchon (14) étant muni d'une denture interne (28) de crabotage destinée à coopérer, lorsque le manchon est dans une position axiale extrême d'engagement, avec des dentures complémentaires (30A,30B,32A,32B) ménagées sur deux organes dentés (34A,36A,34B,36B) dont le premier est porté par le moyeu (14) et le second est lié en rotation avec le pignon (16A,16B), de manière à lier en rotation le moyeu et les deux organes de crabotage, et du type comprenant deux surfaces tronconiques de friction mâle (38A,38B) et femelle (40A,40B) ménagées sur deux organes de friction (42A,42B,44A,44B) dont le premier est lié en rotation avec le moyeu (14), au moins dans une position du manchon de commande (18), et le second est lié en rotation avec le pignon (16A,16B), les surfaces de friction étant disposées radialement entre la denture de crabotage (28) du manchon et l'axe (X) de l'arbre, caractérisé en ce que la surface de friction mâle (38A,38B) est ménagée sur le premier organe de friction (42A,42B) et converge vers le pignon, et la surface de friction femelle (40A,40B) est ménagée dans le second organe de friction (44A,44B) et diverge vers le moyeu (14). 2. Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier organe denté (34A,34B) et le premier organe de friction (42A,42B) forment une seule bague (34A,34B) liée en rotation au moyeu (14) avec un jeu angulaire. 3. Synchroniseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second organe denté (36A,36B) est venu de matière avec le pignon (16A,16B). 4. Synchroniseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second organe denté (36A) est rapporté sur le pignon (16A). 5. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second organe de friction (44A,44B) est délimité par une première douille conique de friction liée en rotation avec le pignon (16A,16B). 6. Synchroniseur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde douille de friction (48A,48B), liée en rotation avec le premier organe de friction (42A,42B), intercalée radialement entre la première douille de friction (44A,44B) et la denture (32A,32B) du second organe denté (36A,36B). 7. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second organe de friction est venu de matière avec le pignon (16A). 8. Synchroniseur selon les revendications 3 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que le second organe denté et le second organe de friction sont délimités par un seul et meme prolongement axial (36A) du pignon (16A), qui délimite dans celui-ci un évidement annulaire (46A, 46B).