Brevet FR2841948A1 — publié le 20040109

MODULE SYNCHRONISEUR ET BOITE DE VITESSES EQUIPEE D'UN TEL MODULE La présente invention concerne un module synchroniseur pour boite de vitesses du type comprenant un manchon dont la partie intérieure est munie d'une pluralité de rampes de synchronisation séparée entre elles par deux gorges de synchronisation et la partie extérieure présente une gorge adaptée pour recevoir la crosse d'une fourchette de déplacement, un moyeu dont la partie intérieure dite âme est munie de cannelures adaptées coulisser sur des rainures pratiquées à la périphérie d'une arbre de boite de vitesses et dont la partie extérieure est munie de deux secteurs angulaires munis chacun de dentures droites adaptées pour coulisser à l'intérieur des rampes de synchronisation et séparés par deux secteurs angulaires dépourvus de dentures et en retrait par rapport aux deux secteurs angulaires dentés, au moins deux bagues de synchronisation adaptées pour être disposées de part et d'autre du moyeu et pour venir chacune en butée contre le cône d'un pignon fou monté autour de l'arbre de boite de vitesses et un dispositif amplificateur adapté pour être intercalé entre ledit moyeu et l'un des anneaux de synchronisation, ledit dispositif amplificateur comportant une paire de leviers munis chacun d'une tête de levier faisant saillie du corps du levier et adaptée pour s'engager dans une gorge de synchronisation du manchon. Il est connu des ensembles synchroniseur dits à levier utilisés dans les boites de vitesses pour véhicule automobile. Ces ensembles synchroniseur ont été développés pour pallier aux inconvénients inhérents aux types de synchroniseurs déjà implantés dans les boites de vitesses pour véhicule automobile tels que les synchroniseurs appelés Borg-Wagner. Leur inconvénient majeur réside essentiellement dans le fait qu'il est nécesaire de fournir une grande force de déplacement au manchon de synchronisation pour obtenir la synchronisation avec le pignon requise. Les ensembles synchroniseur à levier existants ont également des inconvénients. En premier lieu, leur encombrement axial, c'est à dire l'espace qu'ils occupent entre deux pignons montés fous sur l'arbre de vitesses, est très important. Cet encombrement important ne permet pas de les implanter dans les boites de vitesses à encombrement longitudinal réduit. Ensuite, le nombre de leviers nécessaires peut être important. C'est par exemple le cas lorsqu'ils permettent à deux pignons différents montés fou et en regard l'un de l'autre sur l'arbre de vitesse d'être synchronisés avec ce même arbre. Bien évidemment, ce nombre important implique un cot important pour l'ensemble et un assemblage sur l'arbre de vitesses compliqué. Le but de l'invention est alors de pallier tout ou partie des inconvénients précités des ensembles synchroniseur dits à levier. Pour ce faire, l'invention a pour objet un module synchroniseur pour boite de vitesses comprenant: -un manchon dont la partie intérieure est munie d'une pluralité de rampes de synchronisation séparée entre elles par deux gorges de synchronisation et la partie extérieure présente une gorge adaptée pour recevoir la crosse d'une fourchette de déplacement; - un moyeu dont la partie intérieure dite âme est munie de cannelures adaptées coulisser sur des rainures pratiquées à la périphérie d'une arbre de boite de vitesses et dont la partie extérieure est munie de deux secteurs angulaires munis chacun de dentures droites adaptées pour coulisser à l'intérieur des rampes de synchronisation et séparés par deux secteurs angulaires dépourvus de dentures et en retrait par rapport aux deux secteurs angulaires dentés; -au moins deux bagues de synchronisation adaptées pour être disposées de part et d'autre du moyeu et pour venir chacune en butée contre le cône d'un pignon fou monté autour de l'arbre de boite de vitesses; -un dispositif amplificateur adapté pour être intercalé entre ledit moyeu et l'un des anneaux de synchronisation, ledit dispositif amplificateur comportant une paire de leviers muni chacun d'une tête de levier faisant saillie du corps du levier et adaptée pour s'engager dans une gorge de synchronisation du manchon de synchronisation; caractérisé en ce que l'âme du moyeu présente au moins quatre ouvertures débouchantes, en ce que chacune des bagues de synchronisation est munie de deux butées d'appui diamétralement opposées et en ce que l'une des bagues de synchronisation est munie de deux butées d'indexage diamétralement opposées et de forme conjuguée à celle des butées d'appui, deux desdites butées d'appui étant adaptées pour se loger directement dans deux ouvertures débouchantes de l'âme de moyeu et les deux autres desdites butées d'appui étant adaptées pour se loger dans les butées d'indexage ellesmêmes adaptées pour se loger dans les deux autres ouvertures débouchantes de l'âme du moyeu. Un tel module synchroniseur est très compact axialement. Il permet en outre d'utiliser la même de leviers pour deux couples de passage de vitesse montés en vis à vis. Enfin, il apporte un gain économique par supression de deux leviers. De préférence, l'une des bagues de synchronisation est munie exactement de quatre butées d'appui régulièrement réparties et l'âme du moyeu présente six ouvertures débouchantes. De préférence également, toutes les butées d'appui sont identiques entre elles. Selon une forme particulière de réalisation, les butées d'appui ont une forme parallélépipédique. Selon une autre forme particulière de réalisation, le dispositif amplificateur comporte un ressort unique de compression de forme elliptique adapté pour être intercalé entre les deux leviers. Avantageusement, le corps de chacun des leviers est muni à ses extrémités d'une semelle, lesdites semelles étant adaptées pour maintenir le ressort en position. Avantageusement encore, il comprend un anneau d'arrêt circulaire adapté pour maintenir intercalé les leviers entre le moyeu et l'une des bagues de synchronisation. L'invention concerne également une boite de vitesses, destinée à équiper les véhicules automobiles, comprenant au moins un arbre, un module synchroniseur tel que décrit précédemment intercalé entre deux pignons montés fous sur ledit arbre. De préférence, le module est intercalé entre le pignon de lère vitesses et le pignon de 2ème vitesses. De préférence également, les deux pignons sont munis à leur périphérie de denture hélicodale. D'autres détails et caractéristiques avantageux ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation de l'invention faite en référence à la figure unique ci-après qui est une vue en perspective éclatée d'un ensemble synchroniseur équipé d'un module synchroniseur selon l'invention. L'ensemble synchroniseur 1 selon l'invention est composé d'un module synchroniseur 2 selon l'invention et deux pignons 3,4 respectivement de lère et de 2ème vitesse, destiné à être monté sur un arbre d'une boite de vitesses. Les pignons 3,4 sont connus et sont munis à leur périphérie d'une denture hélicodale 31,41 ainsi qu'une ligne de crabots 32,42 rapportées directement sur la partie centrale de chacun des pignons. Le module synchroniseur 2 selon l'invention est constituée de sept pièces: un manchon de crabotage 5, deux bagues de synchronisation 6,7, un moyeu 8, une paire 9 de leviers identiques 9a,9b, un ressort de compression de forme elliptique 10 et un anneau d'arrêt circulaire 11. Le manchon de crabotage 5 est, de manière connue en soi, muni sur sa périphérie extérieure d'une denture hélicodale 51 qui peut engrener avec celle d'un pignon monté sur un autre arbre parallèle à celui sur lequel le module synchroniseur 2 est monté, et d'une gorge 52 dans laquelle une crosse de fourchette de commande de boite est susceptible de s'engager. Il présente également une pluralité de rampes de synchronisation 53. enttre lesquelles sont ménagées deux gorges de synchronisation 54 dans lesquelles les têtes de levier 911 des leviers 9 peuvent s'engager comme il sera décrit par la suite. Ces deux gorges de synchronisation 53 sont diamétralement opposées et de largeur sensiblement égale à celle des têtes de levier 911. Les bagues de synchronisation 6,7 présentent chacune des cannelures internes droites 61,71 formant cône de friction adapté pour coulisser sur le cône de synchronisation 33,43 des pignons 3,4. La bague de synchronisation 6 présente également quatre butées d'appui 62 régulièrement réparties à la périphérie. Ces butées d'appui 62 ont une forme parallélépipédique. Deux butées d'indexage 63 diamétralement opposées sont également disposées à la périphérie de la bague entre ces butées d'appui 62. Ces butées d'indexage 63 ont la forme d'un U renversé dont la base est sur la périphérie de la bague et les branches perpendiculaires à celle-ci. La bague de synchronisation 7 présente quant à elle deux butées d'appui 72 de forme strictement identique à celle de la bague 6 et diamétralement opposées. La largeur de ces butées d'appui 72 est telle qu'elles peuvent se loger dans les butées d'indexage 63. Le moyeu 8 a, de manière connue en soi, sa partie intérieure dite âme munie de cannelures 81 adaptées pour coulisser sur des rainures pratiquées à la périphérie d'une arbre de boite de vitesses. La partie extérieure du moyeu 8 est munie de deux secteurs angulaires 82 munis chacun de dentures droites adaptées pour coulisser à l'intérieur des rampes de synchronisation 53 et séparés par deux secteurs angulaires 83 dépourvus de dentures et en retrait par rapport aux deux secteurs angulaires dentés. L'âme du moyeu est percée d'une part d'ouvertures débouchantes 84 identiques, de section rectangulaire complémentaire à celle des butées d'appui 62 de la bague 6 et d'autre part d'ouvertures également débouchantes 85 de section rectangulaire complémentaire à celle des butées d'indexage 63 de la bague 6. Les deux leviers 9a,9b sont identiques et présente un corps 91 de forme générale semicirculaire dont la partie centrale présente une tête 911 qui fait saillie et dont les extrémités sont formées par des semelles 912 identiques qui sont recourbées vers l'intérieur. Une encoches 913 est pratiquée en dessous de chaque tête de levier 911. La forme du ressort elliptique 10 au repos détermine l'écartement entre les leviers 9a,9b par les extrémités 101,102 qui viennent se loger dans les encoches 913. Lorsque l'ensemble synchroniseur selon l'invention 1 est monté sur un arbre d'un boite de vitesses, les quatre butées d'appui 62 sont logées chacune respectivement dans une des quatre ouvertures 84, les deux butées d'indexage 63 sont logées chacune dans une des deux ouvertures 85, les butées d'appui 72 sont ellesmêmes logées chacune dans une des butées d'indexage 63, les têtes de levier 911 sont logées chacune dans les secteurs non dentés 83 du moyeu 8, le ressort 10 est logé entre les deux leviers 9a,9b. Le fonctionnement de l'ensemble synchoniseur selon l'invention va maintenant être décrit. Pour le passage de la première vitesse,lors d'une première phase, sous l'effet du déplacement du manchon 5 vers le pignon 3, les deux leviers 9a, 9b s'inclinent et une partie du corps 91 vient se mettre en contact sur la bague de synchronisation 7. L'autre partie du corps 91, c'est-à-dire celle proche des semelles 912, vient se mettre en contact sur l'âme du moyeu 8. Une démultiplication naturelle d'effort des bras de levier 8 est alors obtenue. Lors d'une deuxième phase, les cônes de friction 71 de la bague 7 viennent en contact sur la partie conique 33 du pignon 3 en décrivant un indexage en rotation de la bague 7 sur les semelles 912 des bras de levier. Lors d'une troisième phase, tant que la synchronisation entre le manchon 5 et le pignon 3 n'est pas finie, les leviers 91 empêchent l'avancement du manchon 5 vers la phase crabotage. Lors d'une quatrième phase de crabotage tant que le pignon 3 n'est pas arrêté, et une fois la synchronisation finie, la bague 7 n'oppose plus d'effort sur les semelles 912 des bras de levier. Les leviers 9a,9b peuvent alors s'enfoncer en comprimant le ressort 10, ce qui libère les gorges de synchronisation 54. Le manchon 5 peut alors aller vers la phase crabotage et la ligne de dentures à crabots 32 peut alors coulisser dans les rampes de synchronisation 53. Pour le passage de la deuxième vitesse,lors d'une première phase et sous l'effet du déplacement du manchon 5 vers le pignon 4, les leviers 9a,9b s'inclinent de sorte qu'une partie du corps 91 vient se mettre en contact sur les butées d'appui 62 de la bague de synchronisation 6 et les semelles 912 viennent se mettre en appui contre l'anneau d'arrêt 10 monté sur le moyeu 8. La démultiplication d'effort des bras de levier est alors obtenue. Lors d'une deuxième phase, l'indexage de la bague 6 s'obtient au travers du moyeu 8 sur les semelles 912. Les autres phases de fonctionnement ne diffèrent pas de celles décrites précédemment pour le passage de la première vitesse. L'invention qui vient d'être décrite est particulièrement avantageuse car elle permet d'obtenir un compactage important d'un ensemble synchroniseur de type à levier, elle amène u gain économique de fabrication de celui-ci par suppression d'une paire de leviers pour le passage de deux rapports de vitesses montés en vis-à-vis. REVEND I CATI ONS 1.Module synchroniseur (2) pour boite de vitesses comprenant: -un manchon (5) dont la partie intérieure est munie d'une pluralité de rampes de synchronisation (53) séparée entre elles par deux gorges de synchronisation (54) et la partie extérieure présente une gorge (52) adaptée pour recevoir la crosse d'une fourchette de déplacement; -un moyeu (8) dont la partie intérieure dite âme est munie de cannelures (81) adaptées coulisser sur des rainures pratiquées à la périphérie d'une arbre de boite de vitesses et dont la partie extérieure est munie de deux secteurs angulaires (82) munis chacun de dentures droites adaptées pour coulisser à l'intérieur des rampes de synchronisation et séparés par deux secteurs angulaires (83) dépourvus de dentures et en retrait par rapport aux deux secteurs angulaires dentés; -au moins deux bagues de synchronisation (6,7) adaptées pour être disposées de part et d'autre du moyeu et pour venir chacune en butée contre le cône d'un pignon fou monté autour de l'arbre de boite de vitesses; -un dispositif amplificateur (9) adapté pour être intercalé entre ledit moyeu et l'un des anneaux de synchronisation, ledit dispositif amplificateur comportant une paire de leviers (9a,9b) muni chacun d'une tête de levier (911) faisant saillie du corps (91) du levier et adaptée pour s'engager dans une rampe de synchronisation du manchon de synchronisation; caractérisé en ce que l'âme du moyeu présente au moins quatre ouvertures débouchantes (84,85), en ce que chacune des bagues de synchronisation (6,7) est munie de deux butées il d'appui (62,72) diamétralement opposées et en ce que l'une des bagues de synchronisation (6) est munie de deux butées d'indexage (63) diamétralement opposées et de forme conjuguée à celle des butées d'appui, deux desdites butées d'appui (62) étant adaptées pour se loger directement dans deux ouvertures débouchantes (84) de l'âme de moyeu et les deux autres desdites butées d'appui (72) étant adaptées pour se loger dans les butées d'indexage (63) ellesmêmes adaptées pour se loger dans les deux autres ouvertures (85) débouchantes de l'âme du moyeu. 2.Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des bagues de synchronisation est munie exactement de quatre butées d'appui régulièrement réparties et en ce que l'âme du moyeu présente six ouvertures débouchantes. 3.Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que toutes les butées d'appui sont identiques entre elles. 4.Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que les butées d'appui ont une forme parallélépipédique. 5.Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif amplificateur comporte un ressort unique de compression (10) de forme elliptique adapté pour être intercalé entre les deux leviers. 6.Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps (91) de chacun des leviers est muni à ses extrémités d'une semelle (912), lesdites semelles étant adaptées pour maintenir le ressort en position. 7. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un anneau d'arrêt circulaire (11) adapté pour maintenir intercalé les leviers entre le moyeu et l'une des bagues de synchronisation. 8.Boite de vitesses, destinée à équiper les véhicules automobiles, comprenant au moins un arbre, un ensemble synchroniseur (1) constitué d'un module synchronsieurselon l'une quelconque des revendications précédentes intercalé entre deux pignons (3,4) montés fous sur ledit arbre. 9.Boite selon la revendication 8, caractérisée en ce que le module est intercalé entre le pignon de jère vitesses et le pignon de 2ème vitesses. 1O.Boite de vitesses selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les deux pignons sont munis à leur périphérie de denture hélicodale (31,41).