Brevet FR2774439A1 — publié le 19990806

L'invention se rapporte à un accouplement à griffes commutable pour la liaison solidaire en rotation de deux composants agencés mobiles en rotation autour d'un axe de rotation, comportant une première partie d'accouplement axialement stationnaire qui présente des premières griffes du côté frontal, et une seconde partie d'accouplement qui présente des secondes griffes dirigées du côté frontal vers les premières griffes et qui est déplaçable le long de l'axe de rotation entre une position d'accouplement dans laquelle les premières griffes et les secondes griffes sont en engagement mutuel, et une position de désaccouplement dans laquelle les premières griffes et les secondes griffes dégagées les unes des autres. On connaît du document DE 28 01 135 C3 un accouplement à limitation de couple de rotation qui comprend un accouplement à griffes commutable. L'accouplement à griffes comporte deux parties d'accouplement agencées en rotation qui présentent des griffes d'entraînement complémentaires dirigées les unes vers les autres. Dans une position de transmission du couple de rotation, les griffes d'entraînement s'engagent les unes dans les autres. Lorsqu'un certain couple de rotation est dépassé, une partie d'accouplement est passée dans une position de course à vide dans laquelle les griffes d'entraînement sont dégagées les unes des autres. Pour ramener l'accouplement dans la position de transmission du couple de rotation, on prévoit une tige de commutation qui est logée de façon axialement mobile dans un perçage, ménagé parallèlement à l'axe de rotation, dans l'une des griffes d'entraînement de l'une des parties d'accouplement. Une came de butée qui est reliée solidairement en rotation à l'autre partie d'accouplement pousse la tige de commutation dans un intervalle opposé entre deux griffes d'entraînement lors de l'opération de réaccouplement. Ainsi, le couple de rotation est transmis tout d'abord par l'intermédiaire de la tige de commutation. Pendant la poursuite de l'opération de commutation, les griffes d'entraînement coulissent les unes sur les autres via des chanfreins, jusqu'à ce qu'elles soient entièrement en engagement mutuel. L'inconvénient est ici que lors de l'opération d'enclenchement, le couple de rotation est transmis tout d'abord uniquement par la tige de commutation. Pendant la poursuite de l'opération d'enclenchement, les griffes d'entraînement transmettent le couple de rotation, alors qu'elles ne sont pas encore en engagement sur toute la hauteur. Ceci mène à une sollicitation élevée de l'accouplement à griffes. La griffe présentant le perçage pour la tige de commutation est en outre affaiblie dans sa section transversale. L'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser un accouplement à griffes commutable, dans lequel les charges sur les griffes pendant l'opération d'accouplement sont réduites. Cet objectif est atteint conformément à l'invention par le fait qu'une surface d'appui annulaire est associée à l'une des deux parties d'accouplement du côté frontal coaxialement à l'axe de rotation, contre laquelle peut venir s'appuyer en coulissement du côté frontal au moins une came qui est associée à l'autre des deux parties d'accouplement, les premières griffes et les secondes griffes étant dégagées les unes des autres, et qu'il est prévu un renfoncement qui s'étend sur une partie de la périphérie de la surface d'appui et dans lequel la came peut venir s'engager axialement et permet ainsi un déplacement de la seconde partie d'accouplement jusque dans la position accouplée, et dans la position accouplée de la seconde partie d'accouplement, la came, vue en direction périphérique, n'est en appui dans aucune des deux directions de rotation contre une extrémité du renfoncement. Lorsque l'une des parties d'accouplement comporte une surface d'appui présentant exactement un renfoncement qui, vu en direction périphérique, présente une longueur approximativement égale à celle d'un intervalle entre deux griffes successives, et que l'autre partie d'accouplement comporte exactement une came, la seconde partie d'accouplement se laisse transférer dans la position accouplée uniquement lors d'une association par paire des premières griffes et des secondes griffes les unes par rapport aux autres. Lorsque la seconde partie d'accouplement est déplacée dans le cas d'une autre association par paire des premières griffes et des secondes griffes, la came coulisse tout d'abord sur la surface d'appui et elle maintient les premières griffes et les secondes griffes en dégagement, jusqu'à ce que la came atteigne le renfoncement, s'engage dans celui-ci, et permet ainsi un déplacement de la seconde partie d'accouplement jusque dans la position accouplée. Une erreur de commutation lors de laquelle les arêtes des griffes se rencontrent et coulissent les unes sur les autres, sans que les griffes viennent en engagement mutuel, est donc possible uniquement lors d'une association par paire des premières griffes et des io secondes griffes. La probabilité d'une erreur de commutation est ainsi nettement réduite. Pour empêcher que les griffes transmettent les couples de rotation, avant qu'elles soient entièrement en engagement les unes avec les autres, on prévoit de préférence que les premières griffes et les secondes griffes soient plus courtes que les intervalles, vus en direction périphérique, qui sont formés entre deux griffes respectives successives. Lorsque les griffes viennent respectivement en engagement au début d'un intervalle, vu en direction périphérique, ce qui est toujours le cas lorsque la came est enfoncée dans le renfoncement, après avoir coulissé depuis la surface d'appui, les griffes peuvent venir plus profondément en engagement avant d'atteindre une position de transmission de couple de rotation. Selon un mode de réalisation avantageux, le renfoncement est formé par un secteur de gorge annulaire, et la came est représentée par un goujon ou une tige cylindrique qui est logé(e) dans un perçage borgne de la partie d'accouplement respective. Pour éviter des commutations erronées également lors des associations par paire des premières griffes et des secondes griffes, lors desquelles une opération d'accouplement de l'accouplement à griffes est possible, une partie du renfoncement est recouvert par un recouvrement à partir d'au moins une extrémité. Dans la position accouplée de la seconde partie d'accouplement, le recouvrement est déplaçable par la came à l'encontre de la force d'un ressort, de manière à libérer du moins en partie le renfoncement. Lors des associations par paire des premières griffes et des secondes griffes, o l'on doit permettre un déplacement de la seconde partie d'accouplement jusque dans la position accouplée, on évite ainsi une opération d'accouplement de l'accouplement à griffes lorsque les deux parties d'accouplement ont pris une position angulaire l'une par rapport à l'autre, dans laquelle on doit s'attendre à une commutation erronée. Dans ce cas, lors du déplacement de la seconde partie d'accouplement, la came bute du côté frontal tout d'abord contre le recouvrement, coulisse depuis celui-ci jusqu'à la surface d'appui et coulisse depuis celle-ci jusqu'à atteindre le renfoncement et s'engager dans celui-ci. Avant que les griffes aient atteint une position de transmission de couple de rotation, la came bute du côté périphérique contre le recouvrement et déplace celui-ci à l'encontre de la force d'un ressort, en libérant au moins en partie le renfoncement, jusqu'à ce que les griffes atteignent la position de transmission du couple de rotation. Après l'opération de désaccouplement de l'accouplement à griffes, et ainsi après le dégagement de la came hors du renfoncement, le recouvrement est ramené dans la position de départ par la force du ressort. Des exemples de réalisation préférés de l'invention seront expliqués dans ce qui suit en se rapportant aux dessins. Les figures montrent: figure 1 une transmission à engrenage avec un accouplement à griffes conforme à l'invention, en coupe longitudinale; figure 2 une vue d'une première partie d'accouplement comportant une surface d'appui et un renfoncement; figure 3 une vue d'une seconde partie d'accouplement comportant une came; et figure 4 une vue d'une première partie d'accouplement comportant une surface d'appui, un renfoncement et un recouvrement. La figure 1 montre une transmission à engrenage dans laquelle est agencé un accouplement à griffes 1 conforme à l'invention comportant une première partie d'accouplement 2 qui est associée à une roue dentée 8, et une seconde partie d'accouplement 3 qui est associée à une douille de commutation 10. La roue dentée est montée de façon axialement stationnaire et en rotation sur un arbre 4 qui est monté via des paliers à roulement 5, 6 dans le boîtier de transmission à engrenages 7. Pour permettre un coulissement hydrodynamique de la roue dentée 8 autour de l'arbre 4, on prévoit une gorge de lubrification spiralée 9 sur l'arbre 4 dans la zone de la roue dentée 8. La roue dentée 8 s'appuie axialement contre un disque d'appui 32. La douille de o0 commutation 10 est reliée à l'arbre 4 de façon axialement mobile et solidaire en rotation via une denture conique 14. La douille de commutation 10 peut être actionnée via une fourchette de commutation 1 qui s'engage dans une gorge périphérique 13 de la douille de commutation 10. A cet effet, on prévoit parallèlement à l'axe de l'arbre 4 un arbre de commutation 12 qui est relié à la fourchette de commutation 11 et qui dépasse hors du boîtier de transmission à engrenage par des perçages 33, 34 étanchés dans celui-ci. Grâce à la seconde partie d'accouplement 3, la douille de commutation 10 est appuyée par un ressort 15 contre une bride 16 de la douille de commutation 10 et contre un disque 17, et elle est sollicitée en direction de la seconde partie d'accouplement. Le disque 17 est enfilé sur l'arbre 4 et il s'appuie axialement contre une bague de blocage 18 qui est logée dans une gorge périphérique 19 de l'arbre 4. Les parties d'accouplement 2, 3 comportent des premières griffes 20 et des secondes griffes 21 qui sont orientées les unes vers les autres. Pour permettre une opération d'accouplement de l'accouplement à griffes uniquement dans certaines positions angulaires des deux parties d'accouplement 2, 3 l'une par rapport à l'autre, on prévoit dans la première partie d'accouplement 2 un renfoncement 23 qui s'étend sur une partie de la surface d'appui annulaire 28. La seconde partie d'accouplement 3 présente une came 22 sous forme d'un goujon cylindrique qui est logé dans un perçage borne 36 et qui dépasse hors de celui-ci. Le perçage borgne 36 est ménagé parallèlement à l'axe de rotation X-X et à la même distance de celui-ci que le renfoncement 23. La surface frontale 35 de la came 22 dépasse axialement au-delà des surfaces frontales 37 des secondes griffes 21, et les faces frontales 38 des premières griffes 20 se terminent dans le même plan que la surface d'appui 28. Lors du déplacement de la seconde partie d'accouplement 3, afin de transférer celle-ci jusque dans la position accouplée, la face frontale 35 peut ainsi coulisser directement depuis la surface d'appui 28, sans que les premières griffes 20 et les secondes griffes 21 viennent en engagement mutuel. Uniquement lorsque la came 22 s'engage dans le renfoncement 23, un engagement complet des premières griffes 20 et des secondes griffes 21 est alors possible. io La figure 2 montre une première partie d'accouplement 2 selon la figure 1. Les premières griffes 20 présentent chacune des flancs 30, 31 qui transmettent le couple de rotation et qui s'étendent chacun en oblique vers la surface frontale 38 d'une première griffe 20, de sorte que les premières griffes 20 vont en se rétrécissant en forme de coin vers la surface frontale 38. Entre deux premières griffes respectives successives 20, on a formé des premiers intervalles 24 qui, vus en direction périphérique, sont plus longs que les premières griffes 20. La surface d'appui est disposée coaxialement à l'axe de rotation à l'intérieur des premières griffes 20. Sur une partie de la périphérie de la surface d'appui 28, le renfoncement 23 est prévu sous forme d'un secteur de gorge annulaire. Vu en direction périphérique, le renfoncement 23 est plus long qu'un premier intervalle 24. Dans ce cas, les extrémités 25, 26 du renfoncement se trouvent chacune au niveau d'une première griffe 20. La figure 3 montre une vue de la seconde partie d'accouplement 6 selon la figure 1. Les secondes griffes 21 comportant les flancs 39, 40 transmettant le couple de rotation, et les seconds intervalles 27 formés entre deux secondes griffes respectives successives 21 sont réalisés en correspondance des premières griffes et des premiers intervalles selon la figure 2. La came 22 est disposée approximativement à angle égal par rapport à une seconde griffe 21. La position angulaire de la came 22 par rapport aux secondes griffes 21 et la position angulaire et la longueur du renfoncement 23 par rapport aux premières griffes sont choisies de telles dimensions que dans l'état accouplé, la came 22 n'est en appui dans aucune des deux directions de rotation possibles contre une extrémité 25, 26 du renfoncement 23. Ainsi, on évite que des couples de rotation soient transmis via la came 22 et via une extrémité 25, 26 du renfoncement 23. La figure 4 montre une vue d'une première partie d'accouplement 2' comportant un recouvrement 29. Les composants qui coïncident avec les composants selon la figure 2 sont pourvus des mêmes chiffres de référence et ils sont décrits en se rapportant à la figure 2. Le recouvrement 29 recouvre une partie du renfoncement 23' en partant de l'extrémité 25' et il présente la forme d'un levier, monté mobile en rotation autour d'une articulation 41 qui est agencée sur la surface d'appui 28'. Dans ce cas, le recouvrement 29 se termine en affleurement avec la surface d'appui 28'. Le recouvrement possède au niveau du renfoncement 23' une surface de butée 42 contre laquelle peut venir buter la came 22 de la seconde partie 3, le recouvrement 29 étant poussé dans un évidement 43 en raison d'une disposition en oblique de la surface de butée 42. Lors du dégagement de la came 22, le recouvrement 29 est ramené dans la position de départ via un ressort non illustré ici. Liste des références I accouplement à griffes 2, 2' première partie d'accouplement 3 seconde partie d'accouplement 4 arbre palier à roulements 6 palier à roulements 7 boîtier de transmission à engrenage 8 roue dentée 9 gorge de lubrification douille de commutation 11 fourchette de commutation 12 arbre de commutation 13 gorge périphérique 14 denture conique 1 5 ressort 1 6 bride 17 disque 18 jonc de blocage 19 gorge périphérique , 20' première griffe 21 seconde griffe 22 came 23, 23' renfoncement 24, 24' premier intervalle , 25' première extrémité du renfoncement 26, 26' seconde extrémité du renfoncement 27 second intervalle 28, 28' surface d'appui 29 recouvrement , 30' flanc 31, 31' flanc 32 disque d'appui 33 perçage 34 perçage surface frontale 36 perçage borgne 37 surface frontale 38, 38' surface frontale 39 flanc flanc 41 articulation 42 surface de butée 43 évidement Revendications 1. Accouplement à griffes commutable (1) agencé autour d'un axe de rotation (X-X), comportant: - une première partie d'accouplement (2) axialement stationnaire qui présente du côté frontal des premières griffes (20), - une seconde partie d'accouplement (3) qui présente des secondes griffes (21) dirigées du côté frontal vers les premières griffes (20) et qui est déplaçable le long de l'axe de rotation (X-X) entre une position d'accouplement dans laquelle les premières griffes (20) et les secondes griffes (21) sont en engagement mutuel, et une position de désaccouplement dans laquelle les premières griffes (20) et les secondes griffes (21) sont dégagées les unes des autres, - une surface d'appui annulaire (28) qui est associée à l'une des deux parties d'accouplement (2, 3) du côté frontal coaxialement à l'axe de rotation (X-X), contre laquelle peut venir s'appuyer en coulissement du côté frontal au moins une came (22) qui est associée à l'autre des deux parties d'accouplement (2, 3), les premières griffes (20) et les secondes griffes (21) étant dégagées les unes des autres, - et un renfoncement (23) qui s'étend sur une partie de la périphérie de la surface d'appui (28) et dans lequel la came (22) peut venir s'engager axialement et permet ainsi un déplacement de la seconde partie d'accouplement (3) jusque dans la position accouplée, et dans la position accouplée de la seconde partie d'accouplement (3), la came (22), vue en direction périphérique, n'est en appui dans aucune des deux directions de rotation contre une extrémité (25, 26) du renfoncement (23). 2. Accouplement à griffes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières griffes (20) et les secondes griffes (21), vues en direction périphérique, sont chacune plus courtes que les intervalles (26, 27) qui sont formés entre deux griffes successives respectives (20, 21). 3. Accouplement à griffes selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le renfoncement (23) est réalisé sous forme d'un secteur d'une gorge annulaire, et en ce que la came (22) est réalisée sous forme d'un goujon cylindrique. 4. Accouplement à griffes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une partie du renfoncement (23') est recouverte à partir d'au moins une extrémité (25', 26') par un recouvrement (29), et en ce que dans la position accouplée de la io seconde partie d'accouplement (3), le recouvrement (29) est déplaçable par la came (22) à l'encontre de la force d'un ressort, de manière à libérer au moins en partie le renfoncement (23').