Brevet FR2830300A1 — publié le 20030404

La présente invention concerne un système de crabotage pour boîte de vitesses, notamment de véhicule automobile. Elle se rapporte plus précisément à un système permettant d'accoupler un pignon monté libre en rotation sur un arbre de boîte de vitesses alternativement soit à l'arbre sur lequel il est monté soit à un second pignon libre en rotation sur ledit arbre afin de passer les vitesses. On connaît déjà dans l'état de la technique antérieure, notamment par la demande de brevet FR-A-2 760 808 déposée par la demanderesse, un synchroniseur pour accoupler à un arbre un pignon monté sur lui, libre en rotation, comprenant un manchon de commande propre à coulisser axialement par des cannelures intérieures sur un moyeu fixé à l'arbre, entre une position dite de point mort et une position d'accouplement des cannelures de crabotage du moyeu avec la denture d'une couronne dentée rigidement solidaire du pignon. Une bague de synchronisation liée en rotation avec un jeu angulaire au moyeu, est interposée coaxialement entre ce dernier et le pignon. Cette bague comporte intérieurement une face tronconique propre à coopérer avec une portée tronconique du pignon-ou d'une pièce solidaire du pignon en rotation-quand la bague est poussée axialement vers le pignon, grâce à un moyen éclipsable d'armement, par le manchon déplacé de sa position de point mort vers sa position d'accouplement. Afin de réduire l'encombrement axial de la boîte de vitesses et obtenir un groupe motopropulseur compact, la denture de la couronne est intérieure et les cannelures de crabotage du manchon sont agencées sur sa périphérie. Bien que les synchroniseurs compacts soient connus, ils continuent de faire l'objet de développements visant à améliorer la compacité des boîtes de vitesses de manière à permettre une meilleure intégration dans le compartiment moteur du véhicule automobile. Ainsi, l'invention a pour but de proposer un nouveau système de crabotage permettant d'envisager de multiples architectures de boîtes de vitesses compactes. A cet effet, la présente invention a pour objet un système de crabotage pour boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile, composé de deux pignons de transmission, désignés premier et second pignon, montés libres en rotation sur un arbre d'une boîte de vitesses, de part et d'autre d'un moyeu fixé à l'arbre et muni sur sa périphérie de cannelures aptes à coopérer avec des cannelures intérieures d'un manchon pourvu d'une gorge périphérique propre à recevoir une fourchette de commande, caractérisé en ce que ce manchon comporte également sur sa périphérie à proximité de la gorge et d'un côté de celle-ci, des cannelures extérieures qui assurent son engrènement avec les dentures intérieures d'une couronne d'entraînement, solidaire du premier pignon tout en permettant le déplacement axial du manchon relativement audit pignon, entre une position dite de point mort et alternativement deux positions de crabotage de ses cannelures intérieures respectivement avec la denture d'une couronne dentée de crabotage, rigidement solidaire du second pignon monté libre en rotation autour de l'arbre et avec la denture du moyeu. Suivant quelques dispositions intéressantes de l'invention : - la couronne d'entraînement fait partie intégrante du premier pignon ; - le système comporte un synchroniseur, situé de chaque côté des cannelures intérieures du manchon de crabotage et de façon adjacente à cellesci ; - chacun des deux synchroniseurs comprend une bague de synchronisation centrale solidaire du second pignon ou du moyeu associé, une bague interne reposant sur une portée tronconique complémentaire du second pignon ou du moyeu et une bague extérieure comportant des dents périphériques engagées avec jeu dans les cannelures intérieures du manchon ; - les cannelures du manchon comportent dans leur partie médiane une proéminence constituée par deux surfaces tronconiques reliées par une surface horizontale ; chacune des surfaces tronconiques forme une rampe pour la partie saillante d'un jonc d'armement. Un autre objet de la présente invention concerne une boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un système de crabotage conforme à l'une quelconque des caractéristiques décrites ci-dessus. Selon une caractéristique avantageuse, le second pignon du système de crabotage est solidaire d'un arbre creux disposé coaxialement à l'arbre de la boîte de vitesses. Selon une autre caractéristique avantageuse, d'autres pignons d'entraînement sont agencés sur l'arbre creux. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant à la figure unique annexée sur laquelle est représentée une demi-vue en coupe axiale de deux synchroniseurs respectivement associés à deux pignons, selon un mode de réalisation préférentiel. On voit sur cette figure un système de crabotage pour boîte de vitesses notamment pour véhicule automobile. Ce système est composé de deux pignons de transmission, désignés dans la suite de la description premier 1 et second 2 pignons, montés libres en rotation sur un arbre 3 d'une boîte de vitesses, de part et d'autre d'un moyeu 4 fixé à l'arbre 3 de façon usuelle et muni sur sa périphérie de cannelures 5 aptes à coopérer avec des cannelures intérieures 6 d'un manchon 7 pourvu d'une gorge 8 périphérique propre à recevoir une fourchette de commande non représentée. Ce manchon de crabotage 7 présente la forme générale d'une couronne pouvant être déplacée axialement, c'est-à-dire parallèlement à l'arbre, par la fourchette de commande engagée dans la gorge externe 8 du manchon de crabotage 7. Selon la présente invention, ce manchon 7 comporte également sur sa périphérie à proximité de la gorge 8 et d'un côté de celle-ci, par exemple du côté dirigé vers le premier pignon, des cannelures extérieures 9 qui assurent son engrènement avec les dentures intérieures 10 d'une couronne 11, désignée couronne d'entraînement, solidaire du premier pignon 1 tout en permettant le déplacement axial du manchon 7 relativement audit pignon, entre une position dite de point mort et alternativement deux positions de crabotage de ses cannelures intérieures 6 respectivement avec la denture 12 d'une couronne dentée 13, désignée couronne de crabotage, rigidement solidaire du second pignon 2 monté libre en rotation autour de l'arbre 3 et avec la denture 5 du moyeu 4, qui sera décrit plus en détail ci-après. La couronne d'entraînement 11 peut être réalisée monopièce avec le pignon 1 associé comme représentée ou rapportée sur celui-ci, en comportant un flasque annulaire maintenu, par exemple par soudage, en appui sur la face du pignon tournée vers le moyeu 4. Cette couronne d'entraînement 11 délimite en outre intérieurement un évidement annulaire de manière à contenir le moyeu 4. Ce système de crabotage 1 peut comporter également pour chacune des deux positions de crabotage possible, c'est-à-dire accouplement du premier pignon 1 soit avec l'arbre 3 soit avec le second pignon 2, un synchroniseur 81 ou S2, par exemple dit de type Borg-Warner. Ces deux synchroniseurs S1 et S2 sont avantageusement situés de chaque côté des cannelures intérieures 6 du manchon de crabotage 7 et de façon adjacente à celles-ci. Chacun des synchroniseurs 81, S2 comprend une bague de synchronisation centrale 14,14'solidaire du moyeu 4 ou du second pignon 2 qui lui est associé, une bague interne 15,15'reposant sur une portée tronconique complémentaire 15a, 15a'du moyeu 4 ou du second pignon 2 et une bague extérieure 16, 16'comportant des dents périphériques 17,17'engagées avec jeu dans les cannelures intérieures 6 du manchon 7. Ces cannelures 6 comportent dans leur partie médiane une proéminence constituée par deux surfaces tronconiques 18 et 19 reliées par une surface horizontale 20. Chacune des surfaces tronconiques 18 et 19 forme une rampe pour la partie saillante d'un jonc d'armement 21 constitué par exemple d'un jonc élastique ouvert de façon qu'un déplacement du manchon 7 dans un sens déterminé provoque le déplacement dans le même sens du jonc d'armement 21 correspondant et des bagues de synchronisation 81 ou S2 associées pour engager par friction les bagues de synchronisation avec le second pignon 2 ou le moyeu 4 associé. On notera que ce second pignon 2 peut, dans une variante, être fixé à un arbre creux disposé coaxiale ment à l'arbre 3. Cet arbre creux peut en outre comporter d'autres pignons de transmission et également constituer un second arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Le fonctionnement du système de crabotage ressort déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être maintenant expliqué en relation avec la figure unique. Lorsque le manchon de crabotage 7 est déplacé axialement vers l'un quelconque des deux sens, flèche F, par sa fourchette de commande, le jonc d'armement 21 se déplace dans le même sens que lui par les surfaces tronconiques 18 et 19 des rampes d'armement venant ainsi en contact avec le jonc 21 pour le déplacer et le comprimer axialement. Ce déplacement du jonc 21 provoque simultanément le déplacement des bagues de synchronisation 14, 15 et 16 correspondantes entraînant la surface tronconique en contact par friction sur une portée tronconique conjuguée du second pignon de transmission 2 ou du moyeu 4 permettant à ce dernier de tourner respectivement avec le premier pignon 1 ou avec l'arbre d'entraînement du moyeu 2. La poursuite du déplacement axial du manchon 7 entraîne le maintien en compression du jonc élastique 21 et le crabotage des dents 6 du manchon 7 ou cannelures avec les dents 17 de la bague de synchronisation 16, permettant ainsi de synchroniser à la même vitesse de rotation le moyeu 4 et le premier pignon 1 ou encore le premier pignon 1 et le second pignon 2. Enfin, le manchon de crabotage 7 est déplacé jusqu'à l'engrènement des dents 6 de ce dernier avec les dents 12 de la couronne de crabotage 13 solidaire du second pignon 2 ou avec les dents 5 du moyeu 4. Diverses variantes au dispositif décrit ci-dessus peuvent être prévues. Par exemple le synchroniseur peut comporter une seule bague de friction coopérant directement avec la portée tronconique du pignon ou du moyeu ; un moyen éclipsable d'armement connu autre que celui susmentionné à jonc élastique peut être interposé entre le manchon de commande et cette bague de friction. On comprend à la lecture de la description ci-dessus que le système de crabotage est simple à réaliser et permet de combiner de manière adéquate des ensembles de synchroniseurs classiques, tels que par exemple décrits dans l'art antérieur par le brevet FR-A-2 760 808, à ce système afin de concevoir des architectures de boîtes de vitesses compactes. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. REVENDICATIONS 1. Système de crabotage pour boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile, composé de deux pignons de transmission, désignés premier (1) et second (2) pignon, montés libres en rotation sur un arbre (3) d'une boîte de vitesses, de part et d'autre d'un moyeu (4) fixé à l'arbre (3) et muni sur sa périphérie de cannelures (5) aptes à coopérer avec des cannelures intérieures (6) d'un manchon (7) pourvu d'une gorge (8) périphérique propre à recevoir une fourchette de commande, caractérisé en ce que ce manchon (7) comporte également sur sa périphérie à proximité de la gorge (8) et d'un côté de celle-ci, des cannelures extérieures (9) qui assurent son engrènement avec les dentures intérieures (10) d'une couronne d'entraînement (11), solidaire du premier pignon (1) tout en permettant le déplacement axial du manchon (7) relativement audit pignon (1), entre une position dite de point mort et alternativement deux positions de crabotage de ses cannelures intérieures (6) respectivement avec la denture (12) d'une couronne dentée de crabotage (13), rigidement solidaire du second pignon (2) monté libre en rotation autour de l'arbre (3) et avec la denture (5) du moyeu (4). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne d'entraînement (11) fait partie intégrante du premier pignon (1). 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte situé de chaque côté des cannelures intérieures (6) du manchon de crabotage (7) et de façon adjacente à celles-ci, un synchroniseur (S1, S2). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des synchroniseurs (S1, S2) comprend une bague de synchronisation centrale (14 ; 14') solidaire du second pignon (2) ou du moyeu (4) associé, une bague interne (15 ; 15') reposant sur une portée tronconique complémentaire (15a, 15a'), du second pignon (2) ou du moyeu (4) et une bague extérieure (16) comportant des dents périphériques (17 ; 17') engagées avec jeu dans les cannelures intérieures (6) du manchon (7). 5. Système selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les cannelures (6) du manchon (7) comportent dans leur partie médiane une proéminence constituée par deux surfaces tronconiques (18 et 19) reliées par une surface horizontale (20) ; chacune des surfaces tronconiques (18 et 19) formant une rampe pour la partie saillante d'un jonc d'armement (21). 6. Boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un système de crabotage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que le second pignon (2) est solidaire d'un arbre creux disposé coaxialement à l'arbre (3). 8. Boîte de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce que d'autres pignons d'entraînement sont agencés sur l'arbre creux.