Brevet FR2747440A1 — publié le 19971017

DISPOSITIF ET PROCEDE DE SY?iCHRONISATION La présente invention se rapporte à la commande des boîtes de vitesses mécaniques à arbres parallèles. Plus précisément, elle concerne la synchronisation opérée, lors de chaque passage de vitesse, entre l'un des arbres de la boîte et un pignon de vitesse, ou "pignon fou" tournant autour de celui-ci à une vitesse différente. De façon classique, les dispositifs de synchronisation de boîte de vitesses comportent un baladeur lié en rotation à un arbre de la boîte et déplaçable axialement sur celui-ci. Ce baladeur dispose de dents, destinées à prendre appui sur les dents d'un anneau de synchronisation avant de s'engager entre celles-ci pour poursuivre leur déplacement en direction du pignon. Lors de la synchronisation de l'arbre et du pignon, le baladeur est déplacé en direction du pignon, de sorte que ses dents repoussent l'anneau contre le pignon. Le frottement d'une partie conique de l'anneau contre une partie conique du pignon. sous la poussée du baladeur, assure alors l'égalisation des vitesses de rotation de l'anneau et du baladeur, avec celle du pignon. A issue de cette phase, appelée phase de synchronisation proprement dite, le baladeur, I'anneau et le pignon tournent à la même vitesse, mais le baladeur continue à avancer en direction du pignon. I1 se déporte alors latéralement sur les dents de l'anneau au cours d'une phase, dite de "dévirage" ou le baladeur n'est plus solidaire en rotation de l'anneau. A la fin du "dévirage", le baladeur s'engage effectivement entre les dents de l'anneau. si bien qu'il entraîne l'anneau, à sa propre vitesse de rotation. mais cesse d'exercer sa poussée sur celui-ci en direction du pignon. Au cours de cette dernière étape. ou "vol libre", le pignon est donc libéré de la poussée de l'anneau. si bien qu'il se désynchronise par rapport au baladeur, et que lors de leur crabotage, ces deux éléments, présentent un différentiel de vitesse. à l'origine de craquements ou "grattages" désagréables pour l'utilisateur. Le but de la présente invention est de remédier à ce défaut des dispositifs de synchronisation connus. Ce problème est résolu en créant, après la phase dite de "dévirage", une nouvelle phase, destinée à resynchroniser le baladeur et le pignon fou. L'invention concerne notamment un dispositif de synchronisation pour boîte de vitesses mécanique, comportant un baladeur lié en rotation à un arbre de la boîte et déplaçable axiale ment sur celui-ci, muni de dents destinées à s'engager entre les dents d'un anneau de synchronisation avant de rencontrer les dents d'un pignon libre en rotation par rapport audit arbre. Ce dispositif est caractérisé en ce que les dents de l'anneau présentent sur chaque côté une arête intermédiaire délimitant une première face qui coopère avec une face d'attaque des dents du baladeur, et une seconde face qui coopère avec une arête latérale de celles-ci. De préférence, les secondes faces forment un angle d'environ 20 avec l'axe de rotation de l'anneau. L'invention concerne également un procédé de synchronisation, selon lequel les dents du baladeur retrouvent un appui contre les dents de l'anneau après avoir libéré momentanément celles-ci de leur poussée. La vitesse du baladeur et de l'anneau restant égale à celle du pignon tant que les dents du baladeur sont en appui contre l'anneau, cette vitesse est pratiquement égale à celle du pignon, lors de sa rencontre avec celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels - les figures 1 à 2C illustrent l'état de la technique connue, - la figure 3 représente une partie d'un anneau de synchronisation conforme à l'invention, et - les figures 4A à 4D illustrent le procédé de synchronisation proposé. Sur la figure 1, on a représenté partiellement un anneau de synchronisation 1 de type connu, dont chaque dent 2 présente deux faces 3, 4, inclinées par rapport à l'axe de rotation de l'anneau 1, destinées à coopérer avec les faces d'attaque des dents d'un baladeur (non représenté), lors de la synchronisation. Les dents 2 présentent des flancs latéraux 5, 6 délimitant entre celles-ci des espaces libres 2a, au travers desquels peuvent s'engager les dents du baladeur, à l'issue de la synchronisation. Les figures 2A à 2C mettent en évidence la position relative des dents 2 de l'anneau 1, des dents 7 du baladeur (présentant deux faces d'attaque 8, et 9), et des dents 12 du pignon (présentant également deux faces d'attaque 13 et 14), au cours des différentes étapes de la synchronisation. Ces schémas, dont les flèches indiquent le sens de déplacement des différents éléments et leurs vitesses relatives, font suite à une situation de départ selon laquelle le pignon tournait plus vite que le baladeur, cette situation ayant conduit les faces 4 des dents 2 de l'anneau 1 à entrer en contact avec les faces 8 des dents 7 du baladeur. A l'issue de la "synchronisation proprement dite" (cf. fig 2A), les vitesses du pignon de l'anneau. et du baladeur û > S, p. et û > ' sont b' égales. Le baladeur commence alors à se déplacer en direction du pignon fou, tandis que ces deux éléments restent en contact par leurs faces respectives, 8, 4, et que l'anneau est toujours en appui non glissant par son cône de frottement (non représenté) contre une surface de frottement du pignon. Au cours de cette phase dite de "dévirage", le déplacement latéral de l'anneau vis à vis du baladeur résultant de la progression axiale de celui-ci, se traduit par un désynchronisme entre le baladeur d'une part, et l'ensemble anneau-pignon fou d'autre part, d'où û)dp = , et p A la fin du "dévirage", le baladeur peut progresser axialement à travers l'anneau, qui est remis brutalement à la vitesse du baladeur par le contact de son flanc 10 avec le flanc 5 de l'anneau 1. Sous l'effet de ce choc. I'anneau 1 se désolidarise du cône du pignon qui ne reçoit plus la poussée du baladeur. Pendant la course suivante du baladeur jusqu'à ce que ses faces 9 arrivent au contact des faces 14 du pignon fou, le pignon fou continue encore à ralentir du fait des frottements parasites, si bien qu'à ce stade, on a w3 = wb et â)p La figure 3, représentant un anneau de synchronisation modifié conformément à l'invention, montre que les dents 2 de celui-ci présentent sur chaque côté deux faces 3, 4 et 15, 16 séparées par une arête latérale 19, 20, soit une première face 3, 4 d'attaque partant de l'axe de symétrie de la dent, et une seconde face 15, 16 appelée "face de revirage". pour des raisons qui apparaîtront plus loin, formant un angle voisin de 20 avec l'axe de rotation de l'anneau. En se reportant aux figures 4A à 4D dépourvues de tout caractère limitatif quant à la portée de l'invention, on voit que le fonctionnement d'un dispositif de synchronisation, muni d'un anneau de synchronisation conforme à la figure 3, c'est-à-dire conforme à l'invention, est identique à celui d'un dispositif de synchronisation de type connu jusqu'à la fin de la phase de "dévirage" (cf. figure 4B). Toutefois, la présence d'une arête latérale 19, 20 de chaque côté des dents de l'anneau réduit la longueur des faces de "dévirage" ou premières faces de ces dents 3, 4, ce qui a pour conséquence, toutes choses égales par ailleurs, de diminuer le temps de "dévirage". Conformément aux schémas, à la fin du dévirage, la face d'attaque 8 du baladeur perd le contact avec la première face 4 de l'anneau, qui libéré un court instant, vient s'appuyer par le début de sa face 15 sur l'arrête latérale 18 du baladeur. Le dispositif de synchronisation conforme à l'invention s'engage alors dans une phase spécifique (cf. figure 4C), ou phase de "revirage", dans laquelle les dents du baladeur 7 coopèrent avec les secondes faces ou faces de "revirage" 15, 16 de chaque dent de l'anneau, en retrouvant un appui contre celui-ci, après avoir dépassé l'arête latérale 20. Au cours de cette phase de "revirage", l'anneau 1 tourne sensiblement à la même vitesse que le baladeur, compte tenu de la valeur relativement faible de l'inclinaison des secondes faces 15, 16 des dents de l'anneau. Par ailleurs. lorsque le baladeur coopère avec ces secondes faces, I'anneau continue de recevoir la poussée du baladeur, et reste en contact par son cône de frottement avec le pignon. Il y a donc à ce stade une resynchronisation du pignon fou par rapport à l'anneau, et donc par rapport au baladeur, justifiant le nom de "revirage", donné à cette phase de l'opération. Comme indiqué sur la figure 4D, la vitesse du pignon z9p est alors très peu différente de la vitesse 9b du baladeur. Après la phase dite de "revirage" le baladeur peut progresser librement à travers l'anneau, qui étant libéré, perd le contact avec le pignon fou. La phase habituelle de "vol libre" mentionnée plus haut au sujet du dispositif de synchronisation connu. peut commencer, mais grâce à l'invention, elle se déroule dans des conditions différentes. d'une part car elle est de très courte durée, et d'autre part car le différentiel de vitesse entre le baladeur et le pignon apparaissant à ce stade est faible, de sorte que le crabotage entre ces deux éléments s'effectue sans heurt. REVENTICATIONS [1] Dispositif de synchronisation pour boîte de vitesses mécanique, comportant un baladeur lié en rotation à un arbre de la boîte et déplaçable axialement sur celui-ci, muni de dents (7) destinées à prendre appui sur les dents (2) d'un anneau de synchronisation (1) avant de s'engager entre celles-ci pour poursuivre leur déplacement en direction des dents (12) d'un pignon libre en rotation par rapport audit arbre, caractérisé en ce que les dents (2) de l'anneau (1) présentent sur chaque côté une arête intermédiaire (19, 20) délimitant une première face (3, 4) qui coopère avec une face d'attaque (8. 9) des dents du baladeur (7), et une seconde face (15. 16) qui coopère avec une arête latérale (17. 18) de celles-ci. [2] Dispositif de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites secondes faces (15, 16) forment un angle d'environ 20 avec l'axe de rotation de l'anneau (1). [3] Dispositif de synchronisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arête latérale (17, 18) des dents du baladeur (7) correspond à l'intersection de leurs faces d'attaque (8, 9) et de leurs faces latérales (10, 11). [4] Procédé de synchronisation d'un arbre de boîte de vitesses mécanique avec un pignon monté sur celui-ci, selon lequel on déplace axialement sur cet arbre en direction du pignon un baladeur dont les dents (7) rencontrent les dents (2) d'un anneau de synchronisation (1) en repoussant celui-ci contre le pignon de façon à égaliser la vitesse de rotation (boa) de l'anneau et la sienne (Wb) avec la vitesse du pignon (sep) avant de se déporter latéralement par rapport à l'anneau (1) pour poursuivre leur déplacement par rapport au pignon, caractérisé en ce que les dents du baladeur (7) retrouvent un appui contre les dents (2) de l'anneau (1), après avoir libéré momentanément celles-ci de leur poussée. [5] Procédé de synchronisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dents du baladeur (7) coopèrent successivement avec une première et une seconde face (3. 4) et (15, 16) des dents (2) de l'anneau (1). séparées par une arête latérale (19, 20). [6] Procédé de synchronisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dents du baladeur (7) repoussent l'anneau (1) en direction du pignon en prenant appui sur lesdites premières faces (3, 4), et retrouvent un appui contre l'anneau (1) après avoir dépassé l'arête latérale (19. 20) en question. [7] Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dents du baladeur (7) prennent appui sur lesdites premières faces (3, 4) par une face d'attaque (8, 9), et sur lesdites secondes faces (15, 16) par l'arête (17, 18) délimitant le bord latéral de celle ci. [8] Procédé de synchronisation selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la vitesse du pignon (Op) est resynchronisée avec la vitesse du baladeur (C b)? lorsque celui-ci retrouve son appui sur l'anneau (1). [9] Procédé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du baladeur (o,) est pratiquement égale à la vitesse (Wp) du pignon lors de sa rencontre avec celui-ci.