Brevet FR2801353A1 — publié le 20010525

I Domaine de l'invention: La présente invention concerne un organe de syn- chronisation pour un dispositif de synchronisation de boîte de vitesses comprenant au moins deux parties fabriquées par usinage sans enlèvement de copeaux à partir d'une tôle d'acier et réunies pour former un ensemble, l'organe de syn- chronisation étant relié rigidement à l'arbre de commutation par une denture intérieure d'un moyeu, et l'organe de syn- chronisation comportant au moins un élément annulaire exté- rieurement concentrique par rapport aux parties, et dont la surface enveloppe profilée comporte au moins un logement pour un élément d'accrochage ou de commutation. L'invention concerne un organe de synchronisation destiné à un dispositif de synchronisation d'une boîte de vi- tesses de préférence pour une transmission de véhicule. Le corps de base de cet organe de synchronisation, également ap- pelé manchon de commutation, comprend au moins deux parties en tôle d'acier mises en forme de disques ayant une symétrie de rotation. L'organe de synchronisation est relié rigidement en rotation par un moyeu à un arbre de boîte de vitesses. Le moyeu comporte une denture intérieure du côté de son logement central qui permet une prise par une liaison de forme avec la denture extérieure de l'arbre de commutation. L'organe de synchronisation dispose en outre d'au moins un élément annu- laire concentrique extérieurement à l'organe de synchronisa- tion avec au moins une surface enveloppe profilée par sections. L'élément annulaire est muni d'au moins un logement sous la forme d'une cavité susceptible de recevoir un élément d'accrochage ou une pièce en liaison avec le dispositif de synchronisation. Arrière plan technologique de l'invention: L'organe de synchronisation associé à au moins un pignon de vitesse fait partie d'un dispositif de synchronisa- tion permettant d'assurer la synchronisation lors de la com- mutation de la boîte de vitesses. Le dispositif de synchronisation permet de relier un pignon juxtaposé par une liaison de forme avec l'arbre de transmission. Lors de la commutation, la vitesse périphérique d'un pignon est adaptée à la vitesse périphérique de l'arbre de transmission avant d'établir une liaison par la forme entre l'arbre de transmis- sion et le pignon. L'organe de synchronisation sert entre autres d'élément de guidage aux bagues de synchronisation juxtapo- sées axialement à l'organe de synchronisation. Pour cela, les bagues de synchronisation s'appuient par un prolongement axial dans une zone d'entretoise contre les parties de l'organe de synchronisation. L'élément annulaire de l'organe de synchronisation comporte des cavités ou des logements dans lesquels pénètrent par exemple des éléments de synchronisa- tion tels que des verrous pour positionner le baladeur. Pour la fixation par une liaison de forme du baladeur, celui-ci pénètre par une denture intérieure dans la denture extérieure de l'élément annulaire de l'organe de synchronisation. Dans le document technique allemand " boîte de vitesses à pi- gnon ", 1966, éditeur J. Loomann, pages 452 et suivantes, il y a différents exemples de dispositifs de synchronisation. Selon le document DE-AS 25 37 495, on connaît un organe de synchronisation correspondant au type défini ci- dessus; cet organe comporte en demi coupe, deux parties ayant une forme de U, fabriquées en tôle d'acier par un usi- nage sans enlèvement de copeaux. Pour former un perçage inté- rieur et la surface enveloppe, les deux parties sont repliées à l'équerre avec des branches dirigées chaque fois dans la direction opposée. Par des zones d'entretoise reliant les branches intérieures et extérieures, on réunit les deux par- ties. Du côté extérieur, chaque zone d'entretoise des parties comporte une surface de guidage ou de butée pour la bague de synchronisation. Du fait de la zone d'entretoise à paroi mince, il faut prolonger axialement l'épaulement pour la ba- gue de synchronisation guidée latéralement sur la partie de l'organe de synchronisation et par ce prolongement, cette pièce s'appuie contre l'organe de synchronisation. Du fait de cette construction, l'organe de synchronisation connu a une résistance très faible, en particulier vis-à-vis d'une pous- sée axiale induite par l'organe d'embrayage ou la bague de synchronisation sur l'organe de synchronisation. La surface enveloppe de l'organe de synchronisation connu dispose de plusieurs fentes réparties à la périphérie qui s'étendent sur toute la largeur axiale de l'élément annulaire et qui servent à recevoir un élément d'accrochage ou élément de commutation. Ces fentes longitudinales affaiblissent encore plus et abou- tissent à un organe de synchronisation globalement fragile, avec une rigidité en torsion très faible. But de l'invention: Pour éviter les inconvénients des solutions con- nues, la présente invention a pour but de développer un or- gane de synchronisation ayant une meilleure rigidité en torsion sans que cela ne se traduise par une augmentation du coût de fabrication ou du montage. A cet effet, l'invention concerne un organe de synchronisation caractérisé en ce que la première partie forme avec la seconde partie, au niveau du moyeu, une cavité par un écartement axial; le logement réalisé dans la surface enveloppe de l'élément annulaire est délimité axialement par une première entretoise latérale ou une seconde entretoise latérale, et le logement s'étend radialement jusque dans une première paroi et dans une seconde paroi des parties. Chaque partie est bombée axialement vers l'extérieur, du côté du moyeu à partir du plan de jonction des parties. Les parties symétriques par rapport à un plan et réunies en un ensemble forment une cavité qui augmente avan- tageusement la longueur axiale du moyeu et ainsi la surface d'appui de l'arbre de transmission. La cavité rigidifie de manière significative et améliore la résistance de l'organe de synchronisation au niveau de l'arbre de transmission. Glo- balement, cela améliore également le couple résistant de l'organe de synchronisation et ainsi la stabilité de sa forme, ce qui rend l'organe de synchronisation très largement indépendant des efforts axiaux induits par les bagues de syn- chronisation ou les organes d'embrayage dans l'organe de syn- chronisation. La forme de l'organe de synchronisation selon l'invention améliore en outre sa rigidité en torsion. Les ca- vités réalisées dans l'élément annulaire selon l'invention, et qui sont également appelées logements, destinés à des élé- ments d'accrochage ou de commutation, ne s'étendent pas con- trairement aux organes de synchronisation connus, sur toute la largeur de l'élément annulaire sous la forme d'une fente longitudinale. Selon l'invention, il est prévu que le logement soit limité latéralement, c'està-dire axialement, chaque fois par une entretoise latérale. Cette réalisation évite une encoche continue ou une interruption complète de la surface enveloppe de l'élément annulaire, se répercutant de manière gênante sur la stabilité de forme ou la rigidité en torsion de l'organe de synchronisation. Grâce à ce moyen de l'invention consistant à délimiter axialement les logements ou cavités par des entretoises latérales, on conserve une surface enveloppe fermée au moins au niveau des côtés, ce qui améliore de manière décisive la rigidité en torsion de l'organe de synchronisation. Le logement délimité dans la di- rection axiale par des entretoises latérales s'étend en outre radialement en direction du moyeu jusque dans une première et une seconde paroi des parties de l'organe. La profondeur et la taille du logement correspondent ainsi au volume néces- saire à recevoir l'élément d'accrochage ou de blocage. Un développement avantageux de l'invention pré- voit que le moyeu définissant une cavité et formé par une première et une seconde parties constitue du côté extérieur, au niveau de l'arbre de commutation, des deux côtés frontaux, des surfaces d'attaque ou d'appui, prévues à l'intérieur d'une largeur de la surface enveloppe de l'élément annu- laire; ces surfaces d'attaque s'étendent sur une zone de diamètre importante et permettent ainsi un appui direct des bagues de synchronisation prévues à côté de l'organe de syn- chronisation ainsi que des organes d'embrayage. La réalisation de l'organe de synchronisation se- lon l'invention prévoit en outre que la cavité de forme annu- laire à partir de l'arbre de commutation, va en rétrécissant radialement vers l'extérieur vers l'élément annulaire. Par exemple, vue en coupe, une cavité de forme rectangulaire se poursuit par un segment conique. En variante, l'invention prévoit également une cavité de forme étagée ainsi que d'autres formes géométriques appropriées. Pour former l'élément annulaire, les deux parties sont repliées à l'équerre aux extrémités. Les parties sont assemblées de façon que les segments repliés à l'équerre soient alignés dans des directions opposées et que ces seg- ments constituent par leur réunion, l'élément annulaire dont la surface enveloppe est au moins profilée par sections. Un autre développement de l'organe de synchroni- sation selon l'invention prévoit en outre un logement de forme différente dans l'élément annulaire ou dans sa surface enveloppe, pour recevoir l'élément de blocage ou d'accrochage en liaison avec l'installation de synchronisa- tion. Un tel élément peut servir par exemple à positionner un baladeur entourant l'organe de synchronisation. En fonction de la taille de l'élément d'accrochage, le logement peut ar- river radialement jusqu'à proximité de la cavité de chaque partie de l'organe. La présente invention prévoit en outre un organe de synchronisation comprenant trois corps de base ou parties. En plus d'une première et d'une seconde partie, il est prévu un élément annulaire distinct aligné au milieu sur les par- ties et formant la surface enveloppe de l'organe de synchro- nisation. Pour former l'élément annulaire, on utilise un segment découpé d'une bande sans fin, cintrée sous la forme d'un anneau et réunie par ses extrémités. On utilise de pré- férence une bande profilée dont le profil est tel que l'organe de synchronisation une fois terminé comporte un pro- fil de dent correspondant à celui du baladeur entourant l'organe de synchronisation. La conception géométrique du logement peut avoir différentes formes. En fonction des nécessités ou de l'élément d'accrochage, le logement peut avoir une forme cir- culaire, carrée ou rectangulaire ou n'importe quelle autre forme géométrique. Indépendamment de la forme du logement, ce dernier est limité latéralement par des entretoises, si bien que dans les zones extérieures de l'élément annulaire, on a une surface enveloppe fermée à sa périphérie. Les différents éléments de l'organe de synchroni- sation selon l'invention, la première et la seconde partie ainsi que dans le cas d'une structure en trois parties, éga- lement l'élément annulaire entourant les deux autres parties, on a une liaison solidaire réalisée de préférence par un cor- don de soudure. En variante à une soudure, l'invention en- globe également un rivetage réciproque des parties. Description résumée des dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation préférentiels représentés dans les dessins annexés, dans les- quels: * la figure 1 est une coupe longitudinale selon 2-2 de la figure 2 d'un organe de synchronisation selon l'invention formé de deux parties, * la figure 2 est une vue d'un organe de synchronisation se- lon l'invention, * la figure 3 est une coupe longitudinale d'un organe de synchronisation selon l'invention en trois parties, la coupe étant faite selon la ligne de coupe 4-4 de la figure 4, * la figure 4 est une vue de l'organe de synchronisation re- présenté en coupe longitudinale à la figure 3, * la figure 5 montre un élément annulaire entourant les par- ties de l'organe de synchronisation, en plan déroulé. Description détaillée des dessins: La figure 1 montre un organe de synchronisation 1 formé d'une première partie 3a et d'une seconde partie 3b. Les deux parties 3a, 3b réalisées par usinage sans enlèvement de copeaux, de préférence par un procédé de mise en forme d'une tôle d'acier, ont une structure symétrique en rotation et définissent un logement central dont la paroi intérieure 5 présente une denture intérieure. A l'état monté, l'organe de synchronisation 1 est en prise par une liaison de forme par sa denture intérieure de la paroi intérieure 5 avec la den- ture extérieure d'un arbre de transmission non représenté. Les parties 3a, 3b forment du côté de l'arbre de transmis- sion, un moyeu 16 ayant une cavité 4 de forme annulaire, dé- limitée latéralement par des segments de paroi dirigés radia- lement et constituant du côté extérieur chaque fois une sur- face d'attaque 6a, 6b à la fois pour un organe de synchronisation et pour un organe d'embrayage. La cavité 4 forme du côté de l'arbre de commutation un profil rectangu- laire suivi d'un segment de cavité qui se rétrécit des deux côtés en étant dirigé radialement vers l'extérieur et dont la combinaison forme un profilé de cavité 4 pratiquement en forme de T. Chaque partie 3a, 3b est repliée à l'équerre vers l'extérieur; les segments 19a, 19b repliés vers l'extérieur et appartenant aux parties 3a, 3b sont alignés axialement dans deux directions opposées; ils forment en commun l'élément annulaire 7. L'élément annulaire 7 est muni de lo- gements 8 répartis en périphérie et prévus pour un élément d'accrochage ou de commutation de l'installation de synchro- nisation. Le logement 8 est délimité latéralement, par une entretoise latérale 9a, 9b dirigée vers l'extérieur des deux côtés. Dans la direction radiale, le logement 8 arrive jusque dans les parois 17a, 17b des parties 3a, 3b. Comme le montre la figure 2, la périphérie de l'élément annulaire 7 de l'organe de synchronisation 1 est munie d'une denture 10; à l'état monté de l'organe de syn- chronisation 1, un baladeur est guidé par une liaison de forme sur une denture intérieure. La denture 10 entoure l'élément annulaire 7 à l'exception des zones dans lesquelles se trouvent les cavités 8 pour recevoir des éléments d'accrochage ou de commutation. Les figures 3 et 4 montrent l'organe de synchro- nisation 2 comprenant trois parties. Une première partie 13a en commun avec une seconde partie 13b entoure la cavité 4 au niveau de la paroi intérieure 5. Du côté extérieur, un élé- ment annulaire 12, distinct, entoure les parties 13a, 13b. L'élément annulaire 12 comporte comme le montre la figure 4, plusieurs logements 11 répartis en périphérie et s'étendant radialement jusque dans les parois 18a, 18b des parties 13a, 13b. Les logements 11 sont délimités chacun latéralement par des entretoises latérales 14a, 14b. L'élément annulaire 12 est en outre muni d'une denture 15 qui entoure l'élément an- nulaire 12 à l'exception du logement 11. La figure 5 montre un plan déroulé de l'élément annulaire 12, découpé avantageusement d'une bande sans fin avant que celle-ci ne soit cintrée pour donner un organe an- nulaire avec réunion de ses extrémités. Pour simplifier la fabrication, on peut munir l'élément annulaire 12 même lors- qu'il se trouve encore sous une forme étendue, avec une den- ture 15 ou n'importe quel profil et de le munir de logements 11, limités axialement par les entretoises latérales 14a, 14b, avant de cintrer l'élément annulaire 12 pour obtenir un organe annulaire que l'on réunit par ses deux extrémités. Nomenclature: 1 organe de synchronisation 2 organe de synchronisation 3a partie de l'organe de synchronisation 3b partie de l'organe de synchronisation 4 cavité paroi intérieure 6a surface d'attaque 6b surface d'attaque 7 élément annulaire 8 logement 9a entretoise latérale 9b entretoise latérale denture 11 logement 12 élément annulaire 13a partie d'organe de synchronisation 13b partie d'organe de synchronisation 14a entretoise latérale 14b entretoise latérale denture 16 moyeu 17a paroi 17b paroi 18a paroi 18b paroi 19a segment 19b segment R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Organe de synchronisation pour un dispositif de synchro- nisation de boîte de vitesses comprenant au moins deux par- ties (3a, 3b; 13a, 13b) fabriquées par usinage sans enlèvement de copeaux à partir d'une tôle d'acier et réunies pour former un ensemble, l'organe de synchronisation (1, 2) étant relié rigidement à l'arbre de commutation par une den- ture intérieure d'un moyeu (16), et l'organe de synchronisa- tion (1, 2) comportant au moins un élément annulaire (7, 12) extérieurement concentrique par rapport aux parties (3a, 3b, 13a, 13b); et dont la surface enveloppe profilée comporte au moins un logement (8, 11) pour un élément d'accrochage ou de commutation, caractérisé en ce que * la première partie (3a, 13a) forme avec la seconde partie (3b, 13b), au niveau du moyeu (16), une cavité (4) par un écartement axial, * le logement (8, 11) réalisé dans la surface enveloppe de l'élément annulaire (7, 12) est délimité axialement par une première entretoise latérale (9a, 14a) ou une seconde entretoise latérale (9b, 14b), et * le logement (8, 11) s'étend radialement jusque dans une première paroi (17a, 18a) et dans une seconde paroi (17b, 18b) des parties (3a, 3b; 13a, 13b). 2 ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyeu (16) formé par la première partie (3a, 13a) et la seconde partie (3b, 13b), comporte du côté extérieur sur les deux faces frontales, une première surface d'attaque (6a) et une seconde surface d'attaque (6b) dont l'écartement axial est inclus dans la largeur de l'élément annulaire (7, 12). 3 ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (4) de forme annulaire va en diminuant à partir de l'arbre de transmission, radialement vers l'extérieur vers l'élément annulaire (7, 12). Il 4 ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties (3a, 3b) sont repliées chaque fois à l'équerre par leurs extrémités, dont le premier segment (19a) est diri- gé à l'opposé du second segment (19b), les deux segments (19a, 19b) formant en commun l'élément annulaire (7). ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (8, 11) arrive radialement jusque dans la zone de la cavité (4) de la première partie (3a, 13a) et de la se- conde partie (3b, 13b). 6 ) Organe de synchronisation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il comprend trois parties à savoir une première partie (13a), une seconde partie (13b) et un élément annulaire distinct (12) qui entoure les parties (13a, 13b) pour former la sur- face enveloppe. 7 ) Organe de synchronisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément annulaire (12) est formé à partir d'une bande sans fin profilée mise en forme d'anneau, qui est découpé en lon- gueur et réuni par ses extrémités, et qui, pour constituer l'organe de synchronisation (2), est fixé de manière soli- daire symétriquement aux parties (13a, 13b). 8 ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que son élément annulaire (7, 12) comporte au moins un logement (8, 11) pratiquement en forme d'anneau de cercle. 9 ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, en ce que l'élément annulaire (7, 12) est muni d'au moins un logement (8, 11) en forme de carré ou de rectangle. ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (3a, 13a) est reliée de manière solidaire à la seconde partie (3b, 13b) et de préférence par une sou- dure. 11 ) Organe de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (3a, 13a) est reliée à la seconde partie (3b, 13b) par un rivetage.