Brevet FR2802996A1 — publié le 20010629

"Bague de synchronisation pour un synchroniseur de boîte de vitesses" La présente invention concerne une bague de synchro- nisation pour un synchroniseur de boîte de vitesses. L'invention concerne plus particulièrement une bague de synchronisation pour un synchroniseur de boîte de vitesses, du type comportant un corps de forme générale annulaire tronconique qui délimite une surface de portée tronconique interne susceptible de coopérer par friction avec une surface o0 de portée complémentaire appartenant à un autre composant, et du type dans lequel le corps annulaire tronconique comporte axialement un premier tronçon formant une couronne d'entraînement de la bague, et un second tronçon formant une couronne d'appui et de positionnement de la bague. Dans une boîte de vitesses à rapports multiples, lors du passage des vitesses, le synchronisme nécessaire entre le manchon baladeur, qui tourne à la vitesse de l'arbre de sortie, et le pignon correspondant est réalisé par un système de synchronisation à friction ou frottement. Selon un exemple connu d'une conception d'un dispositif de synchronisation, celui-ci est équipé d'un moyeu ou manchon qui est relié par des cannelures à l'arbre secon- daire. Le baladeur peut coulisser axialement sur ce moyeu. De chaque côté, le moyeu est pourvu d'une bague de synchronisation comportant par exemple un cône intérieur de frottement. Le cône de la bague et le cône extérieur complémen- taire du pignon forment ensemble un accouplement conique qui permet d'obtenir, par friction/frottement, le synchronisme, c'est-à-dire l'entraînement en rotation du pignon fou en vue de l'engagement de la vitesse correspondante. Les dentures et les surfaces de friction des engrenages sont en acier traité et elles sont par exemple recouvertes de molybdène. Selon une conception connue des bagues de synchro- nisation, elles sont réalisées sous la forme d'éléments massifs métalliques et usinés, les cônes intérieurs et les anneaux étant par exemple en bronze, en alliage d'aluminium ou en acier fritté. Cette conception d'une bague de synchronisation io massive en une seule pièce présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, chaque bague est d'un poids et d'une inertie relativement élevés. La fabrication des bagues par usinage fait appel à de nombreuses étapes de reprises d'usinage et est donc i5 particulièrement longue et coûteuse. Enfin, la rigidité nécessaire de chaque bague de synchronisation ne permet pas d'en réduire les dimensions et la masse. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Dans ce but l'invention propose une bague de synchronisation du type décrit précédemment, caractérisée en ce que la couronne d'entraînement est un disque métallique et en ce que la couronne d'appui et de positionnement est réalisée par surmoulage d'un composé non-métallique sur la couronne d'entraînement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le composé nonmétallique est une matière plastique - la surface de portée tronconique est revêtue au moins partiellement d'une couche de matériau; - la surface de portée tronconique comporte une série de rainures, d'orientation sensiblement axiale, formées par moulage dans l'épaisseur de la couche de matériau - la couche de matériau de la surface de portée tronconique est en matière plastique; - la couche de matière plastique de la surface de portée tronconique est moulée en même temps que la couronne d'appui et de positionnement; - la couronne d'appui et de positionnement et la couche de matière plastique de la surface de portée tronconique sont moulées dans la même matière plastique; - la couche de matière plastique de la surface de portée io tronconique est co-moulée avec la couronne d'appui et de positionnement; - le matériau qui recouvre la surface de portée tronconique est un matériau de frottement; - la couche de matériau de frottement est appliquée sur i5 la surface de portée tronconique par surmoulage; - la couronne d'entraînement comporte extérieurement des dents d'entraînement susceptibles de coopérer avec des dents complémentaires, par exemple d'un manchon baladeur; - la couronne d'appui et de positionnement comporte extérieurement des bossages d'appui et de positionnement axial réalisés par moulage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de trois-quarts avant qui représente une bague de synchronisation réalisée conformément aux enseignements de l'invention; et - la figure 2 est une vue en coupe axiale de la bague de synchronisation de la figure 1. Dans la description qui va suivre, des éléments et composants identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 une bague 10 de synchronisation réalisée conformément aux enseignements de I'invention. Cette bague 10 de synchronisation est constituée pour l'essentiel par un corps 12 de forme générale annulaire tronconique, d'axe X-X, qui délimite une surface de portée io tronconique interne 14. Le corps annulaire 12 comporte axialement un premier tronçon formant une couronne 16 d'entraînement de la bague et un second tronçon formant une couronne 18 d'appui et de positionnement axial de la bague 10. La couronne 16 d'entraînement a ici la forme d'un disque annulaire 20 dont le bord circulaire externe 22 comporte des dents 24 d'entraînement. Le disque annulaire 20 est réalisé en métal, du type de celui qui est utilisé habituellement dans les bagues de synchronisation, par exemple du bronze, de l'alliage d'aluminium ou de l'acier fritté, et en utilisant un procédé de fabrication classique, par exemple le forgeage à chaud, le frittage ou le découpage et l'emboutissage. La couronne 18 d'appui et de positionnement s'étend axialement depuis une face d'extrémité axiale du disque annulaire 20. La couronne 18 d'appui et de positionnement comporte, sur son bord périphérique externe 28, des bossages 26 d'appui et de positionnement axial de la bague 10, ici au nombre de trois, qui sont répartis angulairement de manière régulière. Les bossages 26 d'appui et de positionnement sont notamment réalisés venus de matière avec la couronne 18 d'appui et de positionnement. La couronne 18 d'appui et de positionnement comporte aussi, sur son bord périphérique externe 28, des encoches 30 de positionnement, ici au nombre de trois, qui sont réparties angulairement de manière régulière, entre les bossages 26, et qui sont réalisées par moulage. Conformément aux enseignements de l'invention, la io couronne 18 d'appui et de positionnement est réalisée par surmoulage d'un composé nonmétallique sur la couronne 16 d'entraînement. De préférence, le composé non-métallique est une matière plastique, de la céramique, une résine organique is renforcée ou une matière organique. La vue en coupe axiale de la figure 2 illustre que la couronne 18 d'appui et de positionnement peut être surmoulée dans le prolongement du bord périphérique interne 27 de la couronne 16 d'entraînement, de manière que la surface de portée tronconique interne 14 soit délimitée à la fois par le bord périphérique interne 29 de la couronne 18 d'appui et de positionnement, et par le bord périphérique interne 27 de la couronne 16 d'entrafnement. Selon une variante de réalisation (non représentée) de I'invention, la couronne 18 d'appui et de positionnement peut être surmoulée sur le bord périphérique interne 27 de la couronne 16 d'entrafnement, de manière que la surface de portée tronconique interne 14 soit délimitée uniquement par le bord périphérique interne 29 de la couronne 18 d'appui et de positionnement. On note que la retenue axiale et la retenue en rotation de la couronne 18 d'appui et de positionnement sur la couronne 16 d'entraînement peuvent être obtenues par tous les moyens connus utilisés dans les procédés de surmoulage. Par exemple, la couronne 16 d'entraînement peut comporter des pattes de forme appropriée qui s'étendent axialement vers la couronne 18 d'appui et de positionnement. Lorsque l'on surmoule la couronne 18 d'appui et de position- nement sur la couronne 16 d'entraînement, la matière du moulage vient entourer les pattes pour provoquer la retenue axiale et la retenue en rotation. Selon un autre exemple, la couronne 16 d'entraînement peut comporter des encoches de forme appropriée pour recevoir la matière du moulage et ainsi retenir axialement et en rotation la couronne 18 d'appui et de positionnement. Selon encore un exemple, la surface de la face d'extrémité axiale de la couronne 16 d'entraînement qui reçoit la couronne 18 d'appui et de positionnement peut être traitée pour provoquer, par adhérisation, la fixation axiale et en rotation de la couronne 18 d'appui et de positionnement. Avantageusement, la surface de portée tronconique interne 14 est revêtue d'une couche 32 de matériau, par exemple un matériau de frottement. La couche 32 de matériau de frottement est par exemple réalisée par surmoulage sur le bord périphérique interne 29 de la couronne 18 d'appui et de positionnement, la géométrie précise de la surface de portée tronconique 14 étant obtenue par moulage, c'est-à-dire qu'elle ne dépend pas de la précision de réalisation du corps annulaire 12 qui constitue un insert dans le moule, mais qu'elle dépend uniquement de la précision du moule. Le matériau de la couche 32 doit être susceptible de travailler dans l'huile. Un tel exemple d'un matériau de frottement et de son procédé d'obtention sont décrits et représentés dans le document WO-A-95/26473. Afin d'améliorer la tenue de la couche de matériau de frottement moulée sur le corps annulaire 12, il est possible de procéder à un dépôt préalable d'une résine sur le corps 12, ou sur le matériau de frottement, avant l'opération de surmoulage. Le dépôt peut être réalisé par immersion du corps annulaire 12 dans un bain de résine, par projection de cette io dernière sur la surface de portée tronconique 14, ou par tout autre procédé de dépose, par exemple au rouleau. Selon un aspect connu des cônes de friction, la surface de portée tronconique 14 peut comporter une série de rainures 34 d'orientation sensiblement axiale. Les rainures 34 sont ici avantageusement réalisées venues de matière par moulage avec la couche 32 de matériau de frottement. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, la surface de portée tronconique interne 14 peut être revêtue d'une couche de matière plastique. Cette couche de matière plastique peut être surmoulée en même temps que la couronne 18 d'appui et de positionnement, par exemple dans la même matière plastique, ou bien co-moulée avec la couronne 18, dans une matière plastique différente. La bague de synchronisation 10 peut être réalisée à faible coût. Elle présente une masse et une inertie fortement réduites par rapport aux bagues connues de synchronisation à structure massive en une seule pièce, et sa réalisation ne nécessite aucune opération d'usinage. REVENDICATIONS 1. Bague (10) de synchronisation pour un synchroniseur de boîte de vitesses, du type comportant un corps (12) de forme générale annulaire tronconique qui délimite une surface de portée tronconique interne (14) susceptible de coopérer par friction avec une surface de portée complémentaire appartenant à un autre composant, et du type dans lequel le corps annulaire tronconique (12) comporte axialement un io premier tronçon formant une couronne (16) d'entraînement de la bague (10), et un second tronçon formant une couronne (18) d'appui et de positionnement de la bague (10), caractérisée en ce que la couronne (16) d'entraînement est un disque (20) métallique et en ce que la couronne (18) i5 d'appui et de positionnement est réalisée par surmoulage d'un composé non-métallique sur la couronne (16) d'entraînement. 2. Bague (10) de synchronisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le composé non-métallique est une matière plastique. 3. Bague (10) de synchronisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface de portée tronconique (14) est revêtue au moins partiellement d'une couche (32) de matériau. 4. Bague (10) de synchronisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la surface de portée tronconique (14) comporte une série de rainures (34), d'orientation sensiblement axiale, formées par moulage dans l'épaisseur de la couche (32) de matériau. 5. Bague (10) de synchronisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la couche (32) de matériau de la surface de portée tronconique (14) est en matière plastique. 6. Bague (10) de synchronisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la couche (32) de matière plastique de la surface de portée tronconique (14) est moulée en même temps que la couronne (18) d'appui et de positionnement. 7. Bague (10) de synchronisation selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisée en ce que la couronne (18) d'appui et de positionnement et la couche (32) de matière plastique de la 0o surface de portée tronconique (14) sont moulées dans la même matière plastique. 8. Bague (10) de synchronisation selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisée en ce que la couche (32) de matière plastique de la surface de portée tronconique (14) est comoulée avec la couronne (18) d'appui et de positionnement. 9. Bague (10) de synchronisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le matériau qui recouvre la surface de portée tronconique (14) est un matériau de frottement. 10. Bague (10) de synchronisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la couche (32) de matériau de frottement est appliquée sur la surface de portée tronconique (14) par surmoulage. 11. Bague (10) de synchronisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couronne (16) d'entraînement comporte extérieure- ment des dents (24) d'entraînement susceptibles de coopérer avec des dents complémentaires, par exemple d'un manchon baladeur. 12. Bague (10) de synchronisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couronne (18) d'appui et de positionnement comporte extérieurement des bossages (26) d'appui et de positionnement axial réalisés par moulage.