Brevet FR2830064A1 — publié le 20030328

"Dispositif élastique de synchronisation" L'invention concerne un dispositif pour la synchronisation en rotation d'un pignon fou monté sur un arbre. L'invention concerne en particulier un dispositif de synchronisation d'un pignon fou avec un arbre de boîte de vitesses comportant un moyen fixé sur l'arbre, un baladeur lié en rotation au moyen et coulissant sur celui-ci, au moins un anneau de synchronisation disposé entre le baladeur et le pignon, et un moyen d'armement déplacé axialement par le baladeur en direction du pignon fou pour pousser l'anneau de synchronisation contre une partie du pignon fou afin de l'entraîner à la même vitesse de rotation que l'arbre. Dans un tel dispositif de synchronisation, le baladeur est mobile entre une position de repos dans laquelle il ne sollicite pas l'anneau de synchronisation et au moins une position extrême de crabotage dans laquelle il est craboté sur un jeu de dentures du pignon fou, en passant par la position intermédiaire de synchronisation précitée au cours de laquelle il traverse notamment la denture de l'anneau de synchronisation. De manière connue, le baladeur de synchronisation comporte au moins une rampe intérieure, dite d'armement, qui est susceptible de repousser l'anneau de synchronisation vers le pignon, par l'intermédiaire du moyen d'armement. L'anneau tronconique coopère alors par frottement avec la portée tronconique du pignon afin d'égaliser la vitesse de rotation de ce dernier avec celle du baladeur, et avec celle de l'arbre qui porte le moyeu, avant de permettre le crabotage de ces deux éléments. Dans les dispositifs de synchronisation connus, la fonction d'armement, qui consiste à repousser l'anneau de synchronisation contre le pignon, et la fonction de maintien du baladeur en position de repos, qui consiste à maintenir le baladeur suivant une position médiane dans laquelle il ne sollicite pas le pignons, sont mises en oeuvre de différentes façons. Selon une conception connue, le moyen d'armement peut être constitué d'un cylindre qui est monté sur une feuille de matériau suffisamment rigide pour être mise en forme par pliage Le cylindre formant le moyen d'armement participe à l'effort d'armement sous la poussée de la rampe intérieure d'armement du baladeur et entraîne la feuille qui pousse l'anneau de synchronisation puis qui, par déformation élastique, permet l'effacement du cylindre et le passage du baladeur vers le pignon fou. Ce moyen d'armement est donc réalisé en deux parties, ce qui implique que son montage, réalisé en deux étapes successives à l'intérieur du baladeur, est relativement difficile. Par ailleurs, pour un dispositif de synchronisation comportant plusieurs rampes d'armement, et à fortiori dans le cas d'un dispositif de synchronisation destiné à permettre la synchronisation de deux pignons fous opposés à l'aide d'un seul ensemble moyeu et baladeur, le montage doit être répété autant de fois qu'il y a de rampes d'armement. Or, les pièces mises en oeuvre étant de petites dimensions, il existe un risque élevé de perte d'un élément à l'intérieur de la boîte de vitesses, ce qui met en péril la fiabilité de celle-ci. Pour remédier à cet inconvénient, t'invention propose un dispositif de synchronisation comportant un moyen d'armement monobloc associé aux rampes d'armement. Dans ce but, l'invention propose de munir le dispositif de synchronisation d'un élément d'armement monobloc comportant :au moins un élément intérieur déformable élastiquement, coulissant sur le moyeu et dont une face rencontre l'élément de synchronisation, et - au moms un élément extérieur rigide, lié à l'élément intérieur, et coopérant avec au moins une rampe intérieure du baladeur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'élément élastique déformable présente sensiblement la forme d'un tronçon de profilé de section en"T"dont la branche verticale est montée coulissante dans une rainure axiale qui forme glissière à la périphérie du moyeu, - l'élément élastique déformable comporte une face transversale d'épaulement qui est agencée en regard d'une face transversale d'épaulement de l'anneau de synchronisation pour permettre sa sollicitation axiale, - l'élément extérieur rigide est constitué d'une bille rigide qui fait partiellement saillie hors d'une face de l'élément élastique qui est agencée dans le prolongement de la périphérie du moyeu, - l'élément élastique déformable est réalisé en matériau élastomère, - la bille est réalisée en acier, - la bille est noyée dans le matériau élastomère de l'élément élastique auquel elle est collée, notamment par un processus chimique, - le baladeur comporte, dans le plan axial du moyen d'armement, et successivement depuis son plan médian transversal vers sa face transversale qui est opposée au pignon fou, une première surface parallèle à l'axe du dispositif qui est agencée suivant un rayon supérieur ou égal au rayon d'extrémité de l'élément rigide, une surface inclinée vers l'axe formant rampe qui est agencée suivant un rayon moyen coïncidant avec celui selon lequel est agencé l'élément rigide pour solliciter l'élément extérieur rigide en coulissement en fonction de la position axiale du baladeur dite de synchronisation, et une deuxième surface parallèle à l'axe du dispositif qui est agencée suivant un rayon inférieur au rayon minimal de la surface inclinée pour comprimer l'élément élastique déformable en sollicitant radialement l'élément rigide et, ce faisant, verrouiller le baladeur suivant une position axiale du baladeur dite de crabotage. - le moyeu porte au moins trois moyens d'armement répartis angulairement à intervalles réguliers et le baladeur comporte au moins trois premières surfaces parallèles à l'axe, trois surfaces inclinées, et trois deuxièmes surfaces parallèles à l'axe, qui sont réparties angulairement autour de l'axe du dispositif à intervalles réguliers. - les trois premières et deuxièmes surfaces sont des tronçons angulaires de portées cylindriques et les trois surfaces inclinées sont des portions de portées tronconiques, - l'anneau de synchronisation et le pignon fou comportent chacun un jeu de dentures périphériques agencées dans le prolongement des cannelures du moyeu, - le dispositif fait partie d'un ensemble de synchronisation double qui comporte un baladeur et un moyeu centraux de part et d'autre desquels sont agencés deux pignons fous et deux dispositifs de synchronisation associés. 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 coupe axiale d'un ensemble de synchronisation selon l'invention représenté en position de repos, - la figure 2 est une vue en coupe axiale de l'ensemble de synchronisation de la figure 1 représenté en position intermédiaire de synchronisation, - la figure 3 est une vue en coupe axiale de l'ensemble de synchronisation de la figure 1 représenté en position intermédiaire de crabotage, - la figure 4 est une vue de détail en perspective d'un moyen d'armement de l'ensemble de synchronisation de la figure 1, et - la figure 5 est une vue de détail en coupe axiale du baladeur. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté en référence aux figures 1 à 3 un ensemble 10 de synchronisation double pour une boîte de vitesses, notamment une boîte de vitesses à arbres parallèles, qui comporte un baladeur 12 central fixe, lié à un arbre 24 d'axe A, et un moyeu 14 central, monté coulissant sur le baladeur 12, de part et d'autre desquels sont agencés deux pignons fous 16 et 18 et deux dispositifs 20 et 22 de synchronisation associés. Chaque pignon fou 16 ou 18 est monté fou à rotation sur l'arbre 24. Le baladeur 12 central est lié en rotation au moyeu 14 central fixe par l'intermédiaire de cannelures et les pignons fous 16 ou 18 sont montés sur l'arbre 24 par l'intermédiaire de paliers 17 et 19 respectifs associés. Plus particulièrement, le baladeur 12 comporte des cannelures 13 qui coopèrent avec des cannelures 15 du moyeu 14. L'ensemble de synchronisation 10 étant sensiblement symétrique par rapport à un plan transversal médian P, il ne sera décrit dans la présente description qu'un seul des deux dispositifs 20 et 22 de synchronisation, notamment le dispositif 20 qui est représenté à gauche des figures 1 à 3. De manière connue, le dispositif 20 de synchronisation comporte au moins un anneau tronconique 26 de synchronisation qui est interposé axialement avec jeu entre le moyeu 14 fixe central et le pignon fou 16 correspondant. L'anneau 26 de synchronisation et le pignon fou 16 comportent chacun un jeu de dentures périphériques respectives 27, 21 qui sont agencées dans le prolongement des cannelures 11 du moyeu 14. Le dispositif 20 de synchronisation comporte un moyen d'armement 28 qui est susceptible, suivant au moins une position axiale du baladeur dite de synchronisation qui est représenté à la figure 2, d'être sollicité axialement par le baladeur 12 en direction du pignon fou 16 pour solliciter l'anneau tronconique 26 de synchronisation de manière qu'un portée tronconique intérieure 29 de l'anneau de synchronisation 26 vienne au contact d'une portée tronconique 30 du pignon fou 16 afin de l'entraîner à la même vitesse de rotation que l'arbre 14. Conformément à l'invention, le moyen d'armement 28 est monobloc, et il comporte : - au moins un élément intérieur 32 élastique déformable qui est monté coulissant par rapport au moyeu 14 et dont une face d'épaulement 34 tournée vers le pignon fou 16 est destinée à solliciter l'anneau 26 de synchronisation, et - au moins un élément extérieur 36 rigide, qui est lié à l'élément intérieur 32, et qui est destiné à coopérer avec au moins une rampe intérieure 38 associée d'un alésage 41 du baladeur 12. Le moyen d'armement 28 a été représenté plus particulièrement à la figure 4. L'élément intérieur 32 élastique déformable présente sensiblement la forme d'un tronçon de profilé de section en"T" dont la branche verticale 40 est montée coulissante dans une rainure axiale 42 qui forme glissière à la périphérie du moyeu. Plus particulièrement, comme l'illustrent les figures 1 à 4, l'élément 32 élastique déformable comporte une face 34 transversale d'épaulement qui est agencée en regard d'une face transversale 44 d'épaulement de l'anneau 26 de synchronisation pour permettre sa sollicitation axiale. L'élément 32 élastique déformable est réalisé en matériau élastomère Avantageusement, le matériau élastomère peut être du type de celui qui est couramment utilisé en construction automobile, c'est à dire un matériau élastomère résistant aux huiles de transmissions et aux températures et pressions élevées. Comme l'illustre la figure 4, l'élément extérieur 36 rigide est constitué d'une bille rigide qui fait partiellement saillie hors d'une face supérieure 46 de l'élément élastique 32 qui est agencée dans le prolongement de la périphérie 48 du moyeu 14. Avantageusement, la bille 36 est réalisée en acier. Lors de la fabrication du moyen d'armement 28, la bille 36 est noyée dans le matériau élastomère de l'élément élastique 32 auquel elle est collée, notamment par un processus chimique. La bille 36 se présente ainsi sous la forme d'un insert noyé. Par ailleurs, comme l'illustre plus particulièrement la figure 5, le baladeur 12 comporte successivement, de son plan médian transversal P'vers sa face transversale 50 qui est opposée au pignon fou : - une première surface 52 qui est parallèle à l'axe A du dispositif et qui est agencée suivant un rayon Ri supérieur ou égal au rayon R d'extrémité de la bille 36. Cette première surface 52 est destinée à ne pas solliciter pas la bille 36 du moyen d'armement 28 lorsque le baladeur 12 est dans sa position de repos représentée à la figure 1 ; - une surface 38, inclinée vers l'axe A, qui forme rampe d'armement et qui est agencée suivant un rayon moyen Rs coïncidant avec celui selon lequel est agencé la bille 36. Cette surface inclinée 38 permet, comme l'illustre la position axiale du baladeur 12 dite"de synchronisation"qui est représentée à la figure 2, de solliciter axialement la bille 36 en direction du pignon fou 16 pour provoquer le coulissement du moyen d'armement 28 dans la glissière 42 du moyeu 14, de sorte que la face 34 transversale d'épaulement du moyen d'armement 28 vient au contact de la face 44 transversale d'épaulement de l'anneau 26 de synchronisation et provoque l'entraînement du pignon fou 16 à la même vitesse que l'arbre 24 ; et - une deuxième surface 54 parallèle à l'axe du dispositif qui est agencée suivant un rayon inférieur R3 au rayon minimal de la surface 38 inclinée. Cette deuxième surface 54 permet, en sollicitant radialement la bille 36, de comprimer l'élément 32 élastique déformable et ce faisant, de verrouiller le baladeur 12 suivant une position axiale dite de crabotage qui est représentée à la figure 3. En effet, la compression de l'élément 32 suffit à exercer un effort radial sur la deuxième surface 54, ce qui empêche le glissement du baladeur 12 et permet son immobilisation axiale en position de crabotage. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le moyeu 14 porte au moins trois moyens d'armement 28 qui sont répartis angulairement à intervalles réguliers de manière à répartir uniformément les efforts entre le moyeu 14 et le baladeur 12. De ce fait, le baladeur 12 comporte au moins trois premières surfaces 52 parallèles à l'axe, trois surfaces inclinées 38, et trois deuxièmes surfaces 54 parallèles à l'axe, qui sont aussi réparties angulairement autour de l'axe A du dispositif 20 à intervalles réguliers. Enfin, il est à noter que pour des raisons de facilité de fabrication, les trois premières et deuxièmes surfaces 52,54 sont réalisées sous la forme de tronçons angulaires de portées cylindriques et en ce que les trois surfaces inclinées 38 sont aussi sous la forme de portions de portées tronconiques. L'invention permet donc de bénéficier d'un moyen d'armement 28 aisé à monter, fiable, et d'un coût réduit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de synchronisation d'un pignon fou (16) avec un arbre (24) de boîte de vitesses comportant un moyeu (14) fixé sur l'arbre (24), un baladeur (12) lié en rotation au moyeu et coulissant sur celui-ci, au moins un anneau (26) de synchronisation disposé entre le baladeur (12) et le pignon fou (16), et un moyen d'armement (28) déplacé axialement par le baladeur (12) en direction du pignon fou (16) pour pousser l'anneau (26) de synchronisation contre une partie (30) du pignon fou (16) afin de l'entraîner à la même vitesse de rotation que l'arbre (24), caractérisé en ce que le moyen d'armement est monobloc et comporte : au moins un élément intérieur (32) déformable élastiquement, coulissant sur le moyeu (14) et dont une face (34) rencontre l'anneau (26) de synchronisation, et - au moins un élément extérieur (36) rigide, lié à l'élément intérieur (32), coopérant avec au moins une rampe intérieure (38) du baladeur (12). 2. Dispositif (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément (32) élastique déformable présente sensiblement la forme d'un tronçon de profilé de section en"T"dont la branche verticale (40) est montée coulissante dans une rainure axiale (42) qui forme glissière à la périphérie du moyeu (14). 3. Dispositif (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément (32) élastique déformable comporte une face (34) transversale d'épaulement qui est agencée en regard d'une face (44) transversale d'épaulement de l'anneau (26) de synchronisation pour permettre sa sollicitation axiale 4. Dispositif (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément (36) extérieur rigide est constitué d'une bille rigide qui fait partiellement saillie hors d'une face (46) de l'élément élastique qui est agencée dans le prolongement de la périphérie (48) du moyeu (14). 5. Dispositif (20) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'élément (32) élastique déformable est réalisé en matériau élastomère. 6. Dispositif (20) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la bille (36) est réalisée en acier. 7. Dispositif (20) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la bille (36) est noyée dans le matériau élastomère de l'élément (32) élastique auquel elle est collée, notamment par un processus chimique. 8. Dispositif (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le baladeur (12) comporte, dans le plan axial du moyen d'armement, et successivement depuis son plan médian (P') transversal vers sa face transversale (50) qui est opposée au pignon fou (16), une première surface (52) parallèle à l'axe (A) du dispositif (20) qui est agencée suivant un rayon (Ri) supérieur ou égal au rayon (R) d'extrémité de l'élément (36) rigide, une surface (38) inclinée vers l'axe (A) formant rampe qui est agencée suivant un rayon (R2) moyen coïncidant avec celui selon lequel est agencé l'élément (36) rigide pour solliciter l'élément (36) extérieur rigide en coulissement en fonction de la position axiale du baladeur (12) dite de synchronisation, et une deuxième surface (54) parallèle à l'axe (A) du dispositif (20) qui est agencée suivant un rayon (R3) inférieur au rayon minimal de la surface (38) inclinée pour comprimer l'élément (32) élastique déformable en sollicitant radialement l'élément (36) rigide et, ce faisant, verrouiller le baladeur (12) suivant une position axiale du baladeur (12) dite de crabotage. 9. Dispositif (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyeu (14) porte au moins trois moyens d'armement (28) répartis angulairement à intervalles réguliers et en ce que le baladeur (12) comporte au moins trois premières surfaces (52) parallèles à l'axe (A), trois surfaces (38) inclinées, et trois deuxièmes surfaces (54) parallèles à l'axe (A), qui sont réparties angulairement autour de l'axe (A) du dispositif (20) à intervalles réguliers. 10. Dispositif (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les trois premières et deuxièmes surfaces (52,54) sont des tronçons angulaires de portées cylindriques et en ce que les trois surfaces inclinées (38) sont des portions de portées tronconiques. 11. Dispositif (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (26) de synchronisation et le pignon fou (16) comportent chacun un jeu (27,21) de dentures périphériques agencées dans le prolongement des cannelures (15) du moyeu (14). 12. Dispositif (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il fait partie d'un ensemble (10) de synchronisation double qui comporte un baladeur (12) et un moyeu (14) centraux de part et d'autre desquels sont agencés deux pignons fous (16,18) et deux dispositifs (20,22) de synchronisation associés.