Brevet FR2818339A1 — publié le 20020621

"Dispositif de synchronisation compact" L'invention concerne un dispositif pour la synchronisation en rotation de deux pignons fous voisins montés à rotation sur un arbre commun. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour la synchronisation en rotation de deux pignons fous voisins montés à rotation sur un arbre commun, notamment d'une boîte de vitesses à arbres parallèles, du type dans lequel l'arbre porte un moyeu fixe central qui reçoit extérieurement en coulissement axial un baladeur central lié en rotation au moyeu fixe par l'intermédiaire de cannelures et du type dans lequel l'arbre porte, de part et d'autre du moyeu central, deux pignons fous opposés qui sont susceptibles d'y être synchronisés chacun par un demidispositif de synchronisation associé, du type dans lequel chaque demi-dispositif de synchronisation comporte des anneaux tronconiques de synchronisation extérieur, intermédiaire et intérieur qui sont interposés axialement avec jeu entre le moyeu fixe central et le pignon fou correspondant, du type dans lequel l'anneau extérieur porte, dans une gorge circulaire extérieure, un jonc élastique et comporte au moins trois pattes radiales réparties angulairement de manière régulière tournées vers l'arbre qui sont reçues dans des encoches de l'anneau intérieur associé et qui sont agencées avec jeu dans des logements correspondants du moyeu, du type dans lequel l'anneau intermédiaire comporte au moins trois pattes sensiblement axiales réparties angulairement de manière régulière qui sont reçues dans des évidements correspondants du pignon fou pour assurer son entraînement, et du type dans lequel l'anneau intérieur est en appui contre une face du pignon fou. On connaît de nombreux exemples de dispositifs de synchronisation de ce type, connus sous le nom de dispositifs de synchronisation"à double cône". Dans un dispositif de ce type, l'anneau intérieur est en appui contre une face du pignon fou, et le baladeur est mobile entre une première position axiale de repos dans laquelle il laisse le jonc élastique expansé radialement, et une deuxième position axiale opposée de crabotage d'un des pignons fous dans laquelle un jeu de dentures du baladeur est craboté sur un jeu de dentures dudit pignon fou. Le passage d'une position à l'autre s'effectue en passant par une position axiale intermédiaire associée de synchronisation dans laquelle le baladeur est rapproché du pignon fou en sollicitant le jonc élastique, pour pincer l'anneau de synchronisation intermédiaire entre les anneaux de synchronisation extérieur et intérieur de manière à entraîner le pignon fou à la même vitesse de rotation que l'arbre par l'intermédiaire de ses pattes axiales. Cette configuration est particulièrement avantageuse car, par rapport à un dispositif conventionnel dit"à simple cône"qui ne comporte qu'un seul anneau tronconique susceptible de frotter sur une portée tronconique du pignon fou. Un tel dispositif permet de répartir les efforts de frottement de synchronisation sur les deux faces du cône intermédiaire, ce qui permet d'augmenter considérablement la durée de vie du dispositif et la capacité en couple. Toutefois, un tel dispositif est sensiblement plus encombrant qu'un dispositif conventionnel à simple cône, et pour limiter l'encombrement axial dudit dispositif, on a proposé de réaliser un moyeu central comportant de chacun des ses côtés une gorge annulaire qui reçoit sensiblement les anneaux extérieur, intermédiaire, intérieur de chaque demi-dispositif de synchronisation, et dans l'épaisseur de laquelle sont agencés les logements du moyeu qui reçoivent les pattes radiales de l'anneau extérieur. Cette disposition présente toutefois encore l'inconvénient, de réduire l'épaisseur du moyeu qui est comprise entre lesdits logements, ce qui d'une part le rend difficile à fabriquer et, d'autre part, le fragilise considérablement. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un dispositif de synchronisation du type décrit précédemment comportant un moyeu dont les logements des demi-dispositifs de synchronisation sont décalés angulairement les uns par rapport aux autres. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de synchronisation du type décrit précédemment, caractérisé en ce que les pattes radiales de l'anneau extérieur et les logements correspondants du moyeu qui sont associés à un demi-dispositif de synchronisation déterminé sont décalés angulairement par rapport aux pattes radiales de l'anneau extérieur et aux logements correspondants du moyeu qui sont associés à l'autre demi-dispositif de synchronisation pour réduire l'encombrement axial total du dispositif. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le moyeu comporte, à chacune des ses extrémités axiales, une gorge annulaire qui reçoit sensiblement les anneaux extérieur, intermédiaire, intérieur de chaque demi-dispositif de synchronisation, - les logements du moyeu sont agencés dans l'épaisseur du moyeu qui est comprise entre les faces de fond des deux gorges, et chacun d'eux débouche dans une face de fond et dans la périphérie cannelée du moyeu, - les cannelures du moyeu sont de longueur constante, le moyeu comportant au droit de chaque logement un secteur cannelé qui est décalé axialement du côté opposé au dit logement, - les secteurs cannelés du moyeu décalés axialement se succèdent angulairement selon une alternance correspondant à celle des logements agencés de part et d'autre du moyeu, et ils sont raccordés les uns aux autres par des secteurs intermédiaires cannelés qui s'étendent sensiblement de part et d'autre d'un plan transversal médian du moyeu, - chaque secteur intermédiaire cannelé comporte une cannelure, - l'anneau extérieur comporte sur sa périphérie des secteurs cannelés répartis angulairement de manière régulière, qui s'adaptent dans les contours des logements du moyeu dans la périphérie du moyeu de manière à prolonger les secteurs cannelés décalés du moyeu au droit de chaque logement, - chaque demi-dispositif de synchronisation comporte trois évidements du pignon fou, trois pattes axiales de l'anneau intermédiaire, trois pattes radiales de l'anneau extérieur, et trois logements du moyeu, - chaque patte axiale de l'anneau intermédiaire et chaque évidement correspondant du pignon fou associé appartenant à un demi-dispositif de synchronisation déterminé sont alignées dans le même plan axial qu'une patte radiale de l'anneau extérieur et que le logement associé du moyeu du même demi-dispositif de synchronisation, - l'anneau intermédiaire comporte des surfaces de friction sur ses périphéries intérieure et extérieure. 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 d'un dispositif de synchronisation à double cône réalisé selon un état antérieur de la technique, - la figure 2 est une vue en coupe axiale du dispositif de synchronisation de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de synchronisation à double cône réalisé selon l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective du moyeu du dispositif de synchronisation de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe axiale selon le plan 5-5 du dispositif de synchronisation de la figure 4, et - la figure 6 est une vue en coupe axiale selon le plan 6-6 du dispositif de synchronisation de la figure 4. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté aux figures 1 et 2 l'ensemble d'un dispositif 10 conventionnel pour la synchronisation en rotation de deux pignons fous 12, 14 voisins montés à rotation sur un arbre commun 16. La boîte de vitesses est notamment du type à arbres parallèles. De manière connue, l'arbre 16 commun aux deux pignons fous 12, 14 porte un moyeu fixe central 18 qui reçoit extérieurement en coulissement axial un baladeur central 19 qui lié en rotation au moyeu fixe central 18 par l'intermédiaire de cannelures complémentaires 20, 22. L'arbre 16 porte, de part et d'autre du moyeu central 18, les deux pignons fous 12 et 14, opposés, qui sont susceptibles d'y être synchronisés chacun par un demi-dispositif 24 de synchronisation associé. Dans la suite de la présente description, on désignera sous la référence 24a le demi-dispositif 24 de synchronisation plus spécifiquement associé au pignon fou 12, et sous la référence 24b le demi-dispositif 24 de synchronisation plus spécifiquement associé au pignon fou 12. Il en sera de même pour chacun des éléments associés à un demi-dispositif 24a, 24b. La référence 24 désignera de façon générale l'un ou l'autre des demi-dispositifs de synchronisation. Chaque demi-dispositif 24a, 24b de synchronisation comporte un anneau tronconique extérieur 26a, 26b associé de synchronisation, un anneau tronconique intermédiaire 28a, 28b associé de synchronisation et un anneau tronconique intérieur 30a, 30b associé de synchronisation. Les anneaux 26a, 26b, 28a, 28b, 30a, 30b sont interposés axialement avec jeu entre le moyeu 18 fixe central et le pignon fou 12, 14. Comme l'illustre la figure 2, chaque anneau 26a, 26b extérieur porte, dans une gorge circulaire extérieure, un jonc élastique associé 32a, 32b et comporte au moins trois pattes radiales 34a, 34b qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe A du dispositif 10 et qui sont tournées vers l'arbre 16. Le moyeu comporte, à chacune des ses extrémités axiales, une gorge annulaire 41a, 41b qui reçoit sensiblement les anneaux extérieur 26a et 26b, intermédiaire 28a et 28b, intérieur 30a et 30b de chaque demi-dispositif 24a, 24b de synchronisation. Chaque patte radiale 34a, 34b est reçue dans une encoche 36a, 36b correspondante de l'anneau intérieur 30a, 30b associé et est agencée avec jeu dans un logement 38a, 38b correspondant du moyeu 18. Plus particulièrement, les logements 38a, 38b du moyeu sont agencés dans l'épaisseur du moyeu qui est comprise entre les faces de fond 43a, 43b des deux gorges 41a et 41b. Chacun des logements 38a, 38b débouche dans la face de fond associée 43a, 43b. Chaque anneau intermédiaire 28a, 28b comporte au moins trois pattes 40a, 40b sensiblement axiales qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe A. Les trois pattes 40a, 40b de chaque anneau intermédiaire 28a, 28b sont reçues dans des évidements correspondants 42a, 42b du pignon fou associé 12,14 pour assurer son entraînement. Chaque anneau intérieur 30a, 30b est en appui contre une face associée 44a, 44b du pignon fou 12,14 associé. Dans un dispositif 10 ce type, le baladeur 19 est mobile entre une première position axiale de repos dans laquelle il laisse le jonc élastique correspondant 32a, 32b expansé radialement, et deux deuxièmes positions axiales opposées de crabotage d'un des pignons fous 12,14 dans laquelle le jeu de dentures 22 du baladeur 19 est craboté sur un jeu de dentures 46a, 46b dudit pignon fou 12,14. Le passage d'une première position à une des deuxièmes positions s'effectue en passant par une position axiale intermédiaire associée de synchronisation dans laquelle le baladeur 19 est rapproché du pignon fou 12,14 correspondant au rapport à engager en sollicitant le jonc élastique 32a, 32b associé, pour pincer l'anneau intermédiaire 28 de synchronisation entre les anneaux de synchronisation extérieur 26 et intérieur 30 de manière à entraîner le pignon fou associé 12,14 à la même vitesse de rotation que l'arbre 14 par l'intermédiaire de ses pattes axiales 40. Un tel dispositif présente l'inconvénient de comporter un moyeu 18 dont l'épaisseur qui est comprise entre les logements 38a, 38b est particulièrement réduite, ce qui d'une part le rend difficile à fabriquer, et d'autre part le fragilise considérablement. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose de décaler angulairement les demi-dispositifs 24a, 24b l'un par rapport à l'autre. Dans ce but, conformément à l'invention, et comme l'illustrent les figures 3,5 et 6, les pattes radiales 34a de l'anneau extérieur 26a et les logements correspondants 38a du moyeu 18 qui sont associés à un demi-dispositif 24a de synchronisation déterminé sont décalés angulairement par rapport aux pattes radiales 34b de l'anneau extérieur 26b et aux logements correspondants 38b du moyeu 18 qui sont associés à l'autre demidispositif 24b de synchronisation pour réduire l'encombrement axial total du dispositif 10. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, d'une manière similaire au dispositif 10 précédemment décrit, les anneaux extérieurs 26 comportent trois pattes radiales 34 et les anneaux intermédiaires 28 comportent trois pattes axiales 40. De ce fait, chaque demi-dispositif 24 est décalé d'un tiers de tour par rapport à l'autre. Cette disposition n'est pas limitative de l'invention. Les anneaux extérieurs 26 pourraient comporter un nombre réduit N de pattes radiales 34 et les anneaux intermédiaires 28 pourraient comporter un nombre N de trois pattes axiales 40 qui seraient reçues dans N évidements 42 des pignons fous, 12, 14. Dans ce cas, chaque demi-dispositif 24 serait décalé de 1/N tour par rapport à l'autre. Le dispositif 10 réalisé conformément à l'invention est sensiblement similaire au dispositif conventionnel précédemment décrit en ce qui concerne les demi-dispositifs de synchronisation 24a, 24b. Notamment, chaque demi-dispositif de synchronisation comporte trois évidements 42a, 42b du pignon fou 12,14, trois pattes axiales 40a, 40b de l'anneau intermédiaire 44a, 44b, trois pattes radiales 34a, 34b de l'anneau extérieur 26a, 26b, et trois logements 38a, 38b du moyeu 18. Toutefois, comme l'illustrent les figures 3 à 6, le dispositif 10 diffère du dispositif 10 précédemment décrit de par son moyeu 18, dont les logements 38a, 38b débouchent dans la périphérie cannelée du moyeu 18. Les cannelures 20 du moyeu 18 sont de longueur constante, le moyeu 18 comportant, angulairement au droit de chaque logement 38a, 38b, un secteur cannelé 48a, 48b qui est décalé axialement du côté opposé au logement 38a 38b considéré. Cette configuration permet de garantir un guidage optimal du baladeur 19 sur le moyeu 18. Du fait qu'ils sont agencés angulairement au droit des logements 38a, 38b du moyeu 18, les secteurs cannelés 48a, 48b du moyeu décalés axialement se succèdent angulairement selon une alternance correspondant à celle des logements 38a, 38b qui agencés de part et d'autre du moyeu. Comme l'illustre la figure 4, les secteurs cannelés 48a, 48b sont raccordés les uns aux autres par des secteurs intermédiaires cannelés 50 qui s'étendent sensiblement de part et d'autre d'un plan transversal médian P du moyeu 18. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque secteur intermédiaire cannelé 50 comporte une cannelure 52. Cette configuration permet de bénéficier d'une ouverture angulaire maximale des logements 38a, 38b. Toutefois, si pour des considérations fonctionnelles il était estimé que les logements 38a, 38b pouvaient bénéficier d'une ouverture angulaire plus réduite, chaque secteur intermédiaire cannelé pourrait comporter un nombre supérieur de cannelures 52. Chaque anneau extérieur 26a, 26b comporte sur sa périphérie des secteurs cannelés associés 54a, 54b, répartis angulairement de manière régulière, qui s'adaptent dans les contours 56a, 56b des logements 38a, 38b du moyeu 18 dans la périphérie du moyeu 18 de manière à prolonger les secteurs cannelés 48 décalés du moyeu 18 au droit de chaque logement 38a, 38b. Ainsi, chaque secteur cannelé 54a prolonge deux secteurs cannelés 48b qui sont agencés de part et d'autre du contour 56a, et chaque secteur cannelé 54b prolonge deux secteurs cannelés 48a qui sont agencés de part et d'autre du contour 56b. D'une manière analogue au dispositif 10 conventionnel décrit précédemment, chaque patte axiale 40a, 40b de l'anneau intermédiaire 44a, 44b associé et chaque évidement 42a, 42b correspondant du pignon fou 12,14 associé appartenant à un demi-dispositif de synchronisation 24a, 24b déterminé sont alignées, comme on peut le voir aux figures 5 et 6, dans le même plan axial qu'une patte radiale 34a, 34b de l'anneau extérieur 26a, 26b associé et que le logement associé 38a 38b du moyeu associé au même demi-dispositif 24a, 24b de synchronisation. Enfin, on notera que chaque anneau intermédiaire 28a, 28b comporte des stries de friction sur ses périphéries intérieure et extérieure. L'invention permet de disposer d'un dispositif 10 de synchronisation qui est compact et particulièrement résistant. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) pour la synchronisation en rotation de deux pignons fous (12,14) voisins montés à rotation sur un arbre (16) commun, notamment d'une boîte de vitesses à arbres parallèles, du type dans lequel l'arbre (16) porte un moyeu (18) fixe central qui reçoit extérieurement en coulissement axial un baladeur (19) central lié en rotation au moyeu fixe (18) par l'intermédiaire de cannelures (20,22) et du type dans lequel l'arbre porte, de part et d'autre du moyeu (18) central, deux pignons fous (12,14) opposés qui sont susceptibles d'y être synchronisés chacun par un demi-dispositif (24a, 24b) de synchronisation associé, du type dans lequel chaque demidispositif de synchronisation (24a, 24b) comporte des anneaux tronconiques de synchronisation extérieur (26a, 26b), intermédiaire (28a, 28b) et intérieur (30a, 30b) qui sont interposés axialement avec jeu entre le moyeu (18) fixe central et le pignon fou (12,14) correspondant, du type dans lequel l'anneau extérieur (26a, 26b) porte, dans une gorge (41a, 41b) circulaire extérieure, un jonc élastique (32a, 32b) et comporte au moins trois pattes radiales (34a, 34b) réparties angulairement de manière régulière tournées vers l'arbre (16) qui sont reçues dans des encoches (36a, 36b) de l'anneau intérieur (30a, 30b) associé et qui sont agencées avec jeu dans des logements (38a, 38b) correspondants du moyeu, du type dans lequel l'anneau intermédiaire (28a, 28b) comporte au moins trois pattes (40a, 40b) sensiblement axiales réparties angulairement de manière régulière qui sont reçues dans des évidements (42a, 42b) correspondants du pignon fou (12,14) pour assurer son entraînement, et du type dans lequel l'anneau intérieur (30a, 30b) est en appui contre une face (44a, 44b) du pignon fou (12,14), caractérisé en ce que les pattes radiales (34a) de l'anneau extérieur (26a) et les logements (38a) correspondants du moyeu (18) qui sont associés à un demi-dispositif (24a) de synchronisation déterminé sont décalés angulairement par rapport aux pattes radiales (34b) de l'anneau extérieur (26b) et aux logements (38b) correspondants du moyeu (18) qui sont associés à l'autre demi-dispositif (24b) de synchronisation pour réduire l'encombrement axial total du dispositif (10). 2. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyeu (18) comporte, à chacune des ses extrémités axiales, une gorge annulaire (41a, 41b) qui reçoit sensiblement les anneaux extérieur (26a, 26b), intermédiaire (28a, 28b), intérieur (30a, 30b) de chaque demi-dispositif (24a, 24b) de synchronisation. 3. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les logements (38a, 38b) du moyeu (18) sont agencés dans l'épaisseur du moyeu (18) qui est comprise entre les faces de fond (43a, 43b) des deux gorges (41a, 41b), et en ce chacun d'eux débouche dans une face de fond (43a, 43b) et dans la périphérie cannelée du moyeu (18). 4. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les cannelures (20) du moyeu sont de longueur (L) constante, le moyeu (18) comportant au droit de chaque logement (38a, 38b) un secteur cannelé (48a, 48b) qui est décalé axialement du côté opposé au dit logement (38a, 38b). 5. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les secteurs cannelés (48a, 48b) du moyeu décalés axialement se succèdent angulairement selon une alternance correspondant à celle des logements (38a, 38b) agencés de part et d'autre du moyeu (18), et en ce qu'ils sont raccordés les uns aux autres par des secteurs intermédiaires (50) cannelés qui s'étendent sensiblement de part et d'autre d'un plan (P) transversal médian du moyeu (18). 6. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque secteur intermédiaire (50) cannelé comporte une cannelure (52). 7. Dispositif (10) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'anneau extérieur (26a, 26b) comporte sur sa périphérie des secteurs cannelés (54a, 54b) répartis angulairement de manière régulière, qui s'adaptent dans les contours (56a, 56b) des logements (38a, 38b) du moyeu dans la périphérie du moyeu (18) de manière à prolonger les secteurs cannelés (48a, 48b) décalés du moyeu (18) au droit de chaque logement (38b, 38a). 8. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque demi-dispositif (24a, 24b) de synchronisation comporte trois évidements (42a, 42b) du pignon fou (12,14), trois pattes axiales (40a, 40b) de l'anneau intermédiaire (28a, 28b), trois pattes radiales (34a, 34b) de l'anneau extérieur (24a, 24b), et trois logements (38a, 38b) du moyeu (18). 9. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque patte axiale (40a, 40b) de l'anneau intermédiaire (44a, 44b) et chaque évidement (42a, 42b) correspondant du pignon fou (12,14) associé appartenant à un demi-dispositif (24a, 24b) de synchronisation déterminé sont alignées dans le même plan axial qu'une patte radiale (34a, 34b) de l'anneau extérieur (26a, 26b) et que le logement (38a, 38b) associé du moyeu (18) du même demi-dispositif (24a, 24b) de synchronisation. 10. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau intermédiaire (28a, 28b) comporte des surfaces de friction sur ses périphéries intérieure et extérieure.