Brevet FR2760808A1 — publié le 19980918

L'invention se rapporte à un synchroniseur pour boîte de vitesses, notamment de véhicule automobile. Elle concerne plus précisément un synchroniseur du type comprenant, pour accoupler à un arbre de boîte de vitesses un pignon monté sur lui libre en rotation et immobile axialement, un manchon de commande propre à coulisser axialement par des cannelures intérieures sur un moyeu fixé à l'arbre, entre une position dite de point mort et une position d'accouplement de cannelures de crabotage qu'il comporte avec la denture d'une couronne dentée rigidement solidaire du pignon, tandis qu'une bague de synchronisation interposée coaxialement entre le pignon et le moyeu est liée à celui-ci en rotation avec un jeu angulaire et comporte intérieurement une face tronconique propre à coopérer avec une portée tronconique du pignon -ou d'une pièce solidaire de celui-ci en rotation- quand la bague est poussée axialement vers le pignon, grâce à un moyen éclipsable d'armement, par le manchon déplacé de sa position de point mort vers sa position d'accouplement. Dans les synchroniseurs usuels de ce type, les cannelures de crabotage du manchon sont les mêmes que, ou prolongent axialement, celles intérieures assurant son coulissement sur le moyeu. Or il s'avère que lors d'une manoeuvre de passage d'une vitesse, ou d'engagement d'un rapport de boîte de vitesses, correspondant à l'accouplage du pignon en question avec l'arbre, la phase de crabotage qui suit celle de synchronisation procure parfois un pic d'effort , ou bref point dur, dû au choc des entrées de cannelures de crabotage avec les entrées de dents de la couronne dentée, malgré la forme habituellement biseautée de ces entrées. Ce pic d'effort, dû au couple transmis à la denture de la couronne pour décaler angulairement le pignon par rapport au manchon de manière à aligner cette denture avec les cannelures de crabotage, est d'autant plus important que le rayon d'application de ce couple est plus faible, donc que le diamètre moyen de cette denture et de ces cannelures est plus petit. L'invention vise à réaliser un synchroniseur simple et compact qui permette un passage de vitesse avec un minimum de pic d'effort de crabotage. Elle concerne un synchroniseur du type susmentionné, caractérisé en ce que la denture de la couronne est intérieure et les cannelures de crabotage du manchon sont agencées sur sa périphérie, ce qui procure un rayon maximal d'application, donc une intensité minimale, de l'effort de crabotage. Suivant des dispositions intéressantes de l'invention - la couronne dentée fait partie intégrante du pignon - la couronne dentée est rapportée sur le pignon, avec un flasque appliqué sur une face latérale du pignon; - le flasque de la couronne est ajouré par des ouvertures situées au droit de plusieurs tronçons dentés constitutifs de la denture de crabotage. Plusieurs modes de réalisation d'un synchroniseur selon l'invention sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels: - les figures 1 et 2 sont des vues coupe axiale, respectivement selon deux modes de réalisation, d'un synchroniseur double associé à deux pignons d'une boîte de vitesses, en position centrale de point mort, - les figures 3 et 4 sont des vues en perspective respectivement du manchon de commande de ce synchroniseur et d'une couronne dentée utilisée dans le mode de réalisation de la figure 2. On voit à la figure 1, entre deux pignons 1,2 montés libres en rotation sur un arbre 3 d'une boîte de vitesses, un moyeu 4 fixé à l'arbre de façon usuelle et muni sur sa périphérie de cannelures 4a coopérant avec des cannelures intérieures 5a d'un manchon 5 pourvu d'une gorge périphérique 6 propre à recevoir une fourchette de commande non représentée. Entre ce moyeu 4 et chacun des deux pignons 1,2, sont disposés, de façon connue notamment par la demande de brevet FR 96 07 664, plusieurs bagues tronconiques concentriques de friction une bague centrale 7 solidaire en rotation du pignon 1,2 associé, une bague interne 8 reposant sur une portée tronconique complémentaire 9 du pignon, et une bague extérieure 10 comportant des dents périphériques engagées avec jeu dans les cannelures intérieures 5a du manchon. Ces cannelures 5a comportent une proéminence il formant rampe pour coopérer avec un jonc annulaire ondulé d'armement 12 arrêté axialement et radialement par le moyeu 4 et éclipsable élastiquement lorsqu'il bute axialement sur la bague 10 en étant poussé vers le pignon par le manchon 5. Comme visible notamment à la figure 3, le manchon 5 comporte sur sa périphérie, de chaque côté de la gorge 6, des cannelures extérieures 5b,5c propres à coopérer alternativement avec l'une ou l'autre de deux dentures intérieures 1 3a, 1 4a de couronnes 13 et 14 respectivement solidaires des pignons 1 et 2. Ces couronnes peuvent être réalisées monopiéce avec le pignon associé, comme représenté pour le pignon 2, ou être rapportées sur lui, comme représenté pour le pignon 1, en comportant un flasque annulaire 13b maintenu, par exemple par soudage, en appui sur une face 15 du pignon 1 tournée vers le moyeu 4. Selon le mode de la figure 1, le flasque 13b est plein, ce qui nécessite qu'une gorge 16 de dégagement d'outil d'usinage sépare ce flasque de la denture 13a. Selon le mode de la figure 2, et comme visible à la figure 4, la couronne dentée 17 comporte un flasque 17b qui est ajouré par des ouvertures 17Ç au droit de trois tronçons dentés 18 constitutifs de la denture de crabotage 1 7a Ces ouvertures 17c procurant une zone de dégagement pour un outil d'usinage des dents de ces tronçons 18, une gorge telle que celle repérée 16 à la figure 1 n 'est ici pas nécessaire, d'où résulte une faible largeur de la couronne 17 et donc une compacité optimale entre le moyeu 4 et le pignon correspondant 1. L'ensemble formé, entre le moyeu 4 et chaque pignon 1 ou 2, par le manchon 5, les bagues de friction 7,8,10, le jonc d'armement 12 et la couronne dentée 13, 14 ou 17 constitue un synchroniseur dit de type Borg-Warner dont le fonctionnement bien connu ne sera pas détaillé ici. Rappelons seulement que lors du passage de vitesse correspondant à l'un des pignons 1 ou 2, le manchon 5 déplacé axialement vers le pignon, à partir de sa position centrale de point mort représentée, d'abord pousse vers le pignon les bagues de friction 7,8,10, par l'intermédiaire du jonc d'armement 12, puis engage ses cannelures de crabotage 5b ou 5c dans la denture 1 3a, 14a ou 17a de la couronne 13,14 ou 17. Le léger pic d'effort susceptible de se produire dans la commande au début de ce crabotage, lors du contact entre les entrées de dents et de cannelures, est ici atténué par le fait que le diamètre moyen de ces cannelures et de la denture coopérante est maximal et que par suite, pour un couple résistant donné d'entraînement en rotation du pignon, L'effort de commande correspondant est minimal. Diverses variantes au dispositif décrit ci-dessus peuvent être prévues. Par exemple une seule bague de friction peut être interposée entre le moyeu et le pignon, analogue à la bague 10 précédente mais coopérant directement avec la portée tronconique 9 du pignon , et un moyen éclipsable d'armement connu autre que celui susmentionné à jonc élastique peut être interposé entre le manchon de commande et cette bague de friction. REVENDICATIONS 1- Synchroniseur pour accoupler à un arbre (3) un pignon (1,2) monté sur lui libre en rotation, comprenant un manchon de commande (5) propre à coulisser axialement par des cannelures intérieures (5a) sur un moyeu (4) fixé à l'arbre (3), entre une position dite de point mort et une position d'accouplement de cannelures de crabotage qu'il comporte avec la denture (13a,14a,17a) d'une couronne dentée (13,14,17) rigidement solidaire du pignon (1,2), tandis qu'une bague de synchronisation (10) interposée coaxialement entre le pignon (1,2) et le moyeu (4) est liée à celui-ci en rotation avec un jeu angulaire et comporte intérieurement une face tronconique propre à coopérer avec une portée tronconique (9) du pignon (1,2) -ou d'une pièce (7) solidaire de celui-ci en rotation- quand la bague (10) est poussée axialement vers le pignon, grâce à un moyen éclipsable (12) d'armement, par le manchon (5) déplacé de sa position de point mort vers sa position d'accouplement, caractérisé en ce que la denture (13a,14a,17a) de la couronne (13,14,17) est intérieure et les cannelures de crabotage (5b,5c) du manchon (5) sont agencées sur sa périphérie. 2 - Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne dentée (14) fait partie intégrante du pignon (2). 3 - Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne dentée (13,17) est rapportée sur le pignon (1), avec un flasque (13b,17b) appliqué sur une face latérale (15) du pignon. 4 - Synchroniseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le flasque (17b) de la couronne (17) est ajouré par des ouvertures (17c) situées au droit de plusieurs tronçons dentés (18) constitutifs de la denture de crabotage (17a).