Brevet FR2811731A1 — publié le 20020118

PIGNON FOU POUR BOITE DE VITESSES ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE CELUI-CI L'invention se rapporte aux boîtes de vitesses mécaniques, notamment pour véhicule automobile. Elle concerne l'assemblage de deux éléments en une pièce mécanique rigide capable de transmettre des couples élevés, telle qu'un pignon fou de boite de vitesses mécanique, notamment pour véhicule automobile. Plus précisément, cette invention a pour objet un pignon fou pour boîte de vitesses en deux parties fixées l'une à l'autre, dont une première partie formée par une roue qui présente un passage axial et une denture extérieure destinée à être en prise avec une denture d'un autre arbre de la boîte, et une seconde partie formée par un moyeu qui présente une section cylindrique engagée dans le passage axial de la première partie, une section annulaire en saillie formant butée pour la première partie du pignon et supportant une denture de crabotage, et une section conique de synchronisation. La publication US 3678 557 décrit plusieurs modes de réalisation d'un pignon fou en deux parties. Elle propose notamment de rapporter un crabot ou un cône-crabot sur une roue dentée, ou de rapporter une roue dentée sur un moyeu- cône-crabot. Selon cette publication, les deux parties du pignon peuvent être réalisées en matériaux différents, par exemple un acier forgé ou usiné pour la roue dentée, et un acier fritté pour le crabot rapporté, le cône-crabot, ou le -2 - moyeu-cône-crabot. Enfin, la fixation des deux parties du pignon est effectuée par soudure à faisceau d'électrons. La soudure par faisceau d'électrons n'offre pas toutes les garanties de précision et de fiabilité souhaitées pour l'assemblage de pignons. De plus, l'intégration de ce mode de fixation dans un process d'usinage et de montage de pignons requiert une forte technicité. La présente invention vise à réaliser des pignons de boîte de vitesse en deux parties, une roue dentée et un moyeu, de compositions différentes particulièrement rigides et capables de transmettre des couples élevés, selon un procédé d'assemblage directement applicable dans une unité de fabrication conventionnelle. Dans ce but, elle propose qu'une section cylindrique du moyeu soit délimitée du côté de la section annulaire par une gorge annulaire destinée à recevoir un jonc de brasure fermé, et possède de fines stries longitudinales parallèles à l'axe de rotation du pignon formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide Selon l'invention, le flanc de la section annulaire se raccordant à la section cylindrique par la gorge annulaire possède également des stries radiales formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. De préférence, la section cylindrique est délimitée par un chanfrein sur son côté extérieur L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'un tel pignon incluant un traitement thermique qui comporte une étape de chauffage à première température supérieure à la température de fusion du -3- matériau de brasage, et une seconde étape de refroidissement à une température inférieure à la température de solidification de la brasure. Conformément à l'invention, la première étape du traitement thermique dure le temps nécessaire à la propagation de la brasure dans l'ensemble des stries du pignon. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non o0 limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une demi coupe axiale d'une première partie d'un pignon selon la présente invention; - la figure 2 représente une seconde partie d'un pignon fou selon la présente invention; - la figure 3 représente une demi coupe axiale de l'assemblage des première et deuxième parties précitées d'un pignon fou selon la présente invention et; - la figure 4 représente une vue en perspective du moyeu montrant les stries radiales et longitudinales et la gorge circulaire d'accueil de l'anneau de brasure. En se reportant aux figures i à 3, on voit qu'on a représenté un pignon fou 100 de boîte de vitesses qui comprend une première partie 101 et une seconde partie 102. Comme le montre la figure 1, la première partie 101 est constituée par une roue plate qui comprend un passage cylindrique axial 103 lisse, une denture réalisée à sa périphérie, ainsi que des évidements annulaires 105 et 106 réalisés dans ses flancs opposés, de telle sorte que cette roue -4présente, à l'extérieur des évidements 105 et 106 des surfaces annulaires radiales opposées 107 et 108 et, à l'intérieur de ces évidements 105 et 106, des surfaces radiales opposées 109 et 110. A l'extrémité du passage cylindrique 103 sont prévus des chanfreins de tailles différentes qui permettront de reconnaître le sens de la pièce pour sa mise en place sur les moyens d'usinage ou de finition et pour son montage. En se reportant à la figure 2, on voit que la seconde partie 102 est formée par un moyeu qui comprend un alésage axial 113, et à sa périphérie, successivement, une section conique de synchronisation 114, une section annulaire en saillie 115 à la périphérie de laquelle est réalisée une denture de crabotage 116 et une section cylindrique 117 délimitée, du coté de la section annulaire 115, par une gorge annulaire 120 destinée à recevoir un jonc de brasure fermé 119, et du coté opposé par un chanfrein 121 pour faciliter le montage de la roue dentée. La section cylindrique 117 possède de fines stries longitudinales 117a, parallèles à l'axe de rotation de cette dernière et forment un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. La face 118 de la section annulaire possède également des stries radiales 118a formant un second réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. On obtient ainsi un assemblage tel que représenté sur la figure 3 de la roue 101 montée sur le moyeu 102. Ensuite, on effectue une opération de traitement thermique de cet assemblage, qui consiste dans une première étape à le chauffer à une température supérieure à la -5 - température de fusion du matériau de brasage 119, à maintenir cette température durant le temps nécessaire à la propagation de la brasure dans les stries prévues à cet effet, à diminuer la température à un valeur inférieure à la température de solidification de la brasure et qui correspond à la température de traitement thermique proprement dit. L'avantage de la brasure est de pouvoir solidariser deux matériaux de composition différente. L'avantage d'un moyeu en acier fritté forgé ou fritté est l'obtention sans io reprise d'usinage, de la denture de crabot 116 avec ses entrées de denture et les formes opposées d'antilachers, des stries radiales 118a et longitudinales 117a et ainsi réduire son coût de fabrication. -6- REVENDICATIONS [1] Pignon fou ( 100) pour boîte de vitesses comprenant deux parties (101, 102) fixées l'une à l'autre, dont une première partie (101) formée par une roue qui présente un passage axial (103) et une denture extérieure (104) destinée à être en prise avec une denture d'un autre arbre de la boîte, et une seconde partie (102) formée par un moyeu qui présente une section cylindrique (117) engagée dans le passage axial (103) de la première partie, une section annulaire en saillie (115) formant butée pour la première partie et supportant une denture de crabotage (116), et une section conique de synchronisation (114), caractérisé en ce que la section 1s cylindrique (117) est délimitée du côté de la section annulaire par une gorge annulaire (120) destinée à recevoir un jonc de brasure fermé (119), et possède de fines stries longitudinales (117a), parallèles à l'axe de rotation du pignon formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. [2] Pignon fou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flanc de la section annulaire (115) se raccordant à la section cylindrique (117) sur la gorge annulaire(120) possède également des stries radiales (118a) formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. - 7- [3] Pignon fou selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la section cylindrique (117) est délimitée par un chanfrein (121) sur son côté extérieur [4] Pignon fou selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la seconde partie (102) est en acier fritté. [5] Pignon fou selon la revendication 4, caractérisé en ce qua seconde partie (102) est en acier fritté forgé. [6] Pignon fou selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (101) est en acier forgé [7] Procédé d'assemblage d'un pignon fou conforme à l'une des revendications précédentes consistant à disposer un jonc de brasure (119) dans la gorge(120), à engager la première partie (101) du pignon sur la seconde (102), jusqu'à ce qu'elle vienne en appui contre la section annulaire (115) de celle-ci, et à effectuer un traitement thermique de cet assemblage qui comporte une étape de chauffage à première température supérieure à la température de fusion du matériau de brasage, et une seconde étape de refroidissement à une température inférieure à la température de solidification de la brasure (119), caractérisé en ce que la première étape dure le temps nécessaire à la propagation de la brasure dans l'ensemble des stries (117a, 118a) du pignon.