Brevet FR2783027A1 — publié le 20000310

i La présente invention est relative à un synchroniseur de boîte de vitesses manuelle. On connaît de la technique antérieure les synchroniseurs de boîtes de vitesses manuelles du type BORG WARNER, largement utilisés en raison de leur simplicité et de leur robustesse. De nombreuses améliorations ont été apportées aux synchroniseurs de ce type, tant du point de vue de leur confort d'utilisation et de leur fiabilité que de leur coût de fabrication. On trouve par exemple dans le brevet FR-2.376.334 un synchroniseur du type BORG WARNER qui intègre plusieurs perfectionnements techniques. Ce synchroniseur comporte un moyeu fixé sur un arbre de boite rotatif et un baladeur susceptible de coulisser axialement par rapport à ce moyeu sous l'effet d'une fourchette de commande actionnée par le levier de vitesses afin d'actionner un anneau de synchronisation puis de craboter un pignon fou de vitesse monté rotatif sur l'arbre de boîte. Dans ce synchroniseur, le baladeur comporte à sa périphérie une denture circulaire présentant des secteurs de dents de longueur inférieure destinées à coopérer avec des dents formées à la périphérie de l'anneau de synchronisation et des secteurs de dents de longueur supérieure destinées à craboter le pignon fou de vitesse. Les parties actives des dents de longueur inférieure ont une extension circonférentielle supérieure à l'extension circonférentielle correspondante de l'entre- dent du pignon fou de vitesse. De la sorte, les dents de longueur inférieure peuvent être amenées en butée contre les dents du pignon fou de vitesse, une fois le crabotage effectué, et ainsi délimiter la course du levier de vitesses actionné par le conducteur. On a pu constater que les synchroniseurs réalisés conformément à l'enseignement du brevet FR-2.376.334 offraient satisfaction à leurs utilisateurs, à ceci près qu'ils donnaient malgré tout fréquemment lieu à des chocs lors du passage des vitesses. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de ce qui va suivre, avec un synchroniseur de boîte de vitesses manuelle comportant un moyeu fixé sur un arbre de boîte, un baladeur susceptible de coulisser axialement par rapport audit moyeu afin d'actionner un anneau de synchronisation puis de craboter un pignon fou de vitesse monté rotatif sur ledit arbre de boîte, ledit baladeur comportant à sa périphérie une denture circulaire présentant des secteurs de dents de longueur inférieure destinées à coopérer avec des dents formées à la périphérie dudit anneau de synchronisation et des secteurs de dents de longueur supérieure destinées à craboter ledit pignon fou de vitesse, remarquable en ce que les parties actives desdites dents de longueur inférieure ont une extension circonférentielle, mesurée le long d'un quelconque cercle centré par rapport à l'axe de rotation dudit arbre de boîte, qui est strictement inférieure à l'extension circonférentielle des parties actives desdites dents de longueur supérieure, mesurée le long de ce même cercle, dans le but de limiter le dévirage dudit anneau de synchronisation par ledit baladeur. On entend par dévirage la mise en rotation de l'anneau de synchronisation autour de l'arbre de boîte sous l'effet de la poussée axiale exercée par le baladeur, consécutivement à la phase de synchronisation. En limitant ce dévirage, on atténue également la mise en rotation du pignon fou de vitesse par rapport au baladeur, ce qui permet de limiter les risques de désynchronisme et donc de chocs à l'engagement. Suivant d'autres caractéristiques du synchroniseur selon l'invention: les parties actives desdites dents de longueur inférieure ont des flancs sensiblement parallèles à l'axe de rotation dudit arbre de boîte, - les parties actives desdites dents de longueur supérieure présentent un profil d'anti-lâcher, de manière à assurer la tenue dudit crabotage, l'extension circonférentielle desdites dents de longueur inférieure mesurée le long d'un quelconque cercle centré par rapport audit axe de rotation est située dans une fourchette allant de 25% à 75% de l'extension circonférentielle mesurée le long d'un cercle de même rayon, de la partie la plus étroite desdites dents de longueur supérieure, - l'écart axial entre les extrémités desdites dents de longueur inférieure et les extrémités desdites dents de longueur supérieure est inférieur à 5 mm, lesdits secteurs de dents de longueur inférieure et lesdits secteurs de dents de longueur supérieure se succèdent régulièrement à la périphérie dudit baladeur, - ledit baladeur comporte à sa périphérie trois secteurs de dents de longueur inférieure et trois secteurs de dents de longueur supérieure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple, et dans lequel: - la figure 1 est une vue partielle simplifiée en coupe axiale du synchroniseur selon l'invention, - les figures 2 à 5 sont des vues partielles en coupe selon la ligne II-II du synchroniseur de la figure 1, projetées sur un plan, pour différentes phases de fonctionnement, - la figure 6 est une vue partielle de côté du baladeur du synchroniseur de la figure 1. Sur ces figures, des références numériques identiques représentent des organes ou éléments identiques ou analogues. On se reporte à présent à la figure 1, sur laquelle on voit que le synchroniseur selon l'invention comporte un moyeu 1 fixé sur un arbre de boîte rotatif 2. Un baladeur 3 est solidaire en rotation du moyeu 1, et est susceptible de coulisser axialement par rapport à ce moyeu sous l'effet d'une fourchette de commande actionnée par le levier de vitesses (non représentés). Selon la vitesse sélectionnée, le baladeur 3 actionne l'un de deux anneaux de synchronisation 5, 6 adjacents, puis vient en prise avec un pignon fou de vitesse correspondant 10, 11. Les anneaux de synchronisation 5, 6 et les pignons fous de vitesse 10, 11 sont montés rotatifs sur l'arbre de boite 2. La rotation des anneaux de synchronisation 5, 6 est limitée par des butées (non représentées) formées dans le moyeu 1. On se reporte à présent à la figure 2, sur laquelle on peut voir une partie de la zone des dentures des organes susmentionnés, lorsque le synchroniseur est en position de point mort. Dans un souci de simplification, on a représenté sur cette figure un seul anneau de synchronisation 5 et un seul pignon fou de vitesse 10. Il va cependant de soi que les explications qui vont être fournies sont applicables, par symétrie, à l'autre anneau de synchronisation 6 et à l'autre pignon fou de vitesse 11. Le baladeur 3 du synchroniseur comporte à sa périphérie une denture circulaire, c'est-à-dire disposée sur un cercle centré par rapport à l'axe de rotation A de l'arbre de boite 2. Cette denture présente des secteurs de dents 14 dont la longueur, mesurée axialement, est inférieure à celle d'autres dents 16 disposées selon d'autres secteurs. Les dents de longueur inférieure 14 sont destinées à coopérer avec des dents 17 formées à la périphérie de l'anneau de synchronisation 5, et les dents de longueur supérieure 16 sont destinées à coopérer avec des dents 19 formées sur le pignon fou de vitesses 10. Les parties actives de toutes ces dents, c'est à dire les parties situées en vis-à-vis et destinées à coopérer entre elles, sont biseautées, de manière à faciliter leurs engagements mutuels. On n'a représenté sur la figure 2 que deux dents de longueur inférieure 14 et qu'une seule dent de longueur supérieure 16, mais il faut se figurer que les secteurs de dents de longueurs inférieure et supérieure comportent respectivement par exemple trois ou quatre dents de chaque catégorie, et que ces secteurs sont régulièrement alternés à la périphérie du baladeur 3. De manière préférée, la denture du baladeur 3 comporte trois secteurs de dents de longueur inférieure, et trois secteurs de longueur supérieure. Dans le mode de réalisation représenté, ce sont uniquement les dents de longueur supérieure 16 qui assurent le guidage du baladeur 3 par rapport au moyeu 1, mais on pourrait aussi envisager que les dents de longueur inférieure 14 participent à ce guidage. Les parties actives 20 des dents de longueur supérieure 16 et les dents 19 du pignon fou 10 présentent des profils d'anti-lâcher complémentaires destinés à assurer la tenue du crabotage, c'est-à-dire à éviter le phénomène d'échappement de vitesse. De manière caractéristique selon la présente invention, les parties actives 22 des dents de longueur inférieure 14 ont une extension circonférentielle E , mesurée le long d'un quelconque cercle C centré par rapport à l'axe de rotation A de l'arbre de boîte 2, qui est strictement inférieure à l'extension circonférentielle Es des parties actives 20 des dents de longueur supérieure 16, mesurée le long de ce même cercle. Pour encore plus de clarté, on pourra également se reporter à la figure 6, sur laquelle on a représenté quelques dents de longueur inférieure 14 et quelques dents de longueur supérieure 16 vues de côté, ainsi que l'axe de rotation A de l'arbre de boite 2 et le même cercle C que celui de la figure 2. Bien qu'en théorie les dents de longueur inférieure satisfaisant aux critères exposés ci-avant puissent présenter toute une variété de formes, on préférera réaliser des dents de longueur inférieure dont les parties actives ont des flancs 25 sensiblement parallèles à l'axe de rotation A de l'arbre de boîte 2 (voir figure 2). De manière préférée également, l'extension circonférentielle des dents de longueur inférieure 14 mesurée le long d'un quelconque cercle centré par rapport à l'axe de rotation A sera située dans une fourchette allant de 25% à 75% de l'extension circonférentielle Emin, mesurée le long d'un cercle de même rayon, de la partie la plus étroite 26 des dents de longueur supérieure 16 (voir figure 2). On se reporte à présent plus particulièrement aux figures 3 à 5 pour décrire le fonctionnement du synchroniseur selon l'invention. Lors du passage d'une vitesse, les dents de longueur inférieure 14 du baladeur 3 exercent une poussée axiale F sur les dents 17 de l'anneau de synchronisation 5 (voir figure 3). Ce faisant, l'anneau de synchronisation 5 vient frotter contre le pignon fou de vitesse 10, ce qui permet d'égaliser rapidement les vitesses de ces deux organes. Lorsque les vitesses sont égales, la poussée axiale exercée par les dents de longueur inférieure 14 entraîne une rotation, ou " dévirage ", de l'anneau de synchronisation 5, d'un angle correspondant sensiblement à la moitié de l'extension circonférentielle Ei de ces dents (voir figure 4). Cette rotation libère l'accès au pignon fou de vitesse 10, et permet aux dents de longueur supérieure 16 de craboter les dents 19 de ce pignon. Pendant ce temps, les dents de longueur inférieure 14 pénètrent entre les dents 19 du pignon (voir figure 5). On comprend à présent que les caractéristiques d'extension circonférentielle choisies pour les dents de longueur inférieure 14 permettent de limiter le dévirage de l'anneau de synchronisation, contrairement au synchroniseur de la technique antérieure évoqué en préambule à la présente description dans lequel l'extension circonférentielle relativement plus importante des dents de longueur inférieure entraîne un dévirage d'amplitude plus grande. On atténue de la sorte la mise en rotation du pignon fou de vitesse 10 par rapport au baladeur 3 après la phase de synchronisation, ce qui permet de limiter les risques de chocs à l'engagement présents dans le synchroniseur de la technique antérieure. Avec les caractéristiques d'extension circonférentielle choisies, la transmission de couple entre le baladeur 3 et le pignon fou de vitesse 10 s'effectue uniquement par les dents de longueur supérieure 16, contrairement au synchroniseur de la technique antérieure o une partie du couple est transmise aux dents de longueur inférieure qui viennent en butée contre les dents du pignon fou. On supprime de la sorte les risques de " dévissage " du baladeur 3 par rapport au pignon fou de vitesse 10. On remarquera par ailleurs que le synchroniseur selon l'invention laisse toute latitude quant au choix de la longueur axiale des dents de longueur inférieure 14, contrairement au synchroniseur de la technique antérieure o cette longueur est dictée par la compatibilité de l'effet de butée recherché avec la tenue du crabotage. On peut en particulier choisir cette longueur de manière que l'écart axial 6 (voir figure 5) entre les extrémités des dents de longueur inférieure 14 et les extrémités des dents de longueur supérieure 16 soit suffisamment faible pour limiter le phénomène classique de flottement, ou de " vol libre ", susceptible d'intervenir après que les dents de longueur inférieure 14 aient déviré l'anneau de synchronisation 5 et avant que les dents de longueur supérieure 16 aient craboté le pignon fou de vitesse 10. On choisira ainsi, de manière préférée, un écart 6 inférieur ou égal à 5 mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1. Synchroniseur de boîte de vitesses manuelle comportant un moyeu (1) fixé sur un arbre de boîte (2), un baladeur (3) susceptible de coulisser axialement par rapport audit moyeu (1) afin d'actionner un anneau de synchronisation (5) puis de craboter un pignon fou de vitesse (10) monté rotatif sur ledit arbre de boîte (2), ledit baladeur (3) comportant à sa périphérie une denture circulaire présentant des secteurs de dents de longueur inférieure (14) destinées à coopérer avec des dents (17) formées à la périphérie dudit anneau de synchronisation (5) et des secteurs de dents de longueur supérieure (16) destinées à craboter ledit pignon fou de vitesse (10), caractérisé en ce que les parties actives (22) desdites dents de longueur inférieure (14) ont une extension circonférentielle (E ), mesurée le long d'un quelconque cercle (C) centré par rapport à l'axe de rotation (A) dudit arbre de boîte (2), qui est strictement inférieure à l'extension circonférentielle (Es) des parties actives (20) desdites dents de longueur supérieure (16), mesurée le long de ce même cercle (C), dans le but de limiter le dévirage dudit anneau de synchronisation (5) par ledit baladeur (3). 2. Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties actives (22) desdites dents de longueur inférieure (14) ont des flancs (25) sensiblement parallèles à l'axe de rotation (A) dudit arbre de boîte (2). 3. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties actives (20) desdites dents de longueur supérieure (16) présentent un profil d'anti-lâcher, de manière à assurer la tenue dudit crabotage. 4. Synchroniseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extension circonférentielle O10 desdites dents de longueur inférieure (14) mesurée le long d'un quelconque cercle centré par rapport audit axe de rotation (A) est située dans une fourchette allant de % à 75% de l'extension circonférentielle (Emin), mesurée le long d'un cercle de même rayon, de la partie la plus étroite (26) desdites dents de longueur supérieure (16). 5. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écart axial (5) entre les extrémités desdites dents de longueur inférieure (14) et les extrémités desdites dents de longueur supérieure (16) est inférieur à 5 mm. 6. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits secteurs de dents de longueur inférieure (14) et lesdits secteurs de dents de longueur supérieure (16) se succèdent régulièrement à la périphérie dudit baladeur (3). 7. Synchroniseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit baladeur (3) comporte à sa périphérie trois secteurs de dents de longueur inférieure (14) et trois secteurs de dents de longueur supérieure (16).