Brevet FR2852645A1 — publié le 20040924

La présente invention concerne un synchroniseur de boîte de vitesses pour véhicules automobiles. Elle vise en particulier un synchroniseur double d'une telle boîte de vitesses. On connaît un tel synchroniseur du type comprenant au moins un pignon de transmission à couronne dentée de crabotage monté libre en rotation sur un arbre; un moyeu solidaire de l'arbre; un manchon de crabotage monté fixe en rotation sur le moyeu par engrènement et pouvant être 10 déplacé axialement relativement au moyeu entre une position de repos relativement distante du pignon de transmission et une position d'engagement avec la couronne dentée de ce pignon; au moins une bague de synchronisation solidaire en rotation du moyeu, 15 axialement mobile entre le moyeu et le pignon de transmission et pouvant être engagée par friction avec le pignon de transmission lorsque la bague de synchronisation est poussée axialement par des moyens d'entraînement qui comprennent des ensembles formant 20 poussoirs radiaux à billes engagés respectivement dans des logements radiaux réalisés sur la périphérie externe du moyeu dans le plan médian de ce dernier et régulièrement espacés autour de l'axe de rotation de l'arbre, chaque logement radial étant réalisé axialement 25 au travers d'une paroi formant âme du moyeu et présentant en section transversale une forme en T dont la partie verticale reçoit un pied en forme de douille cylindrique d'un ensemble formant poussoir radial contenant un ressort de compression et une bille sollicitée par le 30 ressort sur une rampe d'armement faisant partie des moyens d'entraînement et formée dans la face intérieure du manchon de crabotage, la partie transversale du T du logement radial reçevant une tête de support du pied de l'ensemble formant poussoir radial en forme générale de 35 parallélépipède rectangle défini par deux pattes latérales symétriques au plan médian de part et d'autre de la paroi formant âme du moyeu et deux parois en bout prolongées en parties inférieures par deux pattes recourbées l'une vers l'autre de guidage axial de l'ensemble formant poussoir radial et reposant respectivement sur deux surfaces de guidage radialement 5 externes de raccordement des parties verticale et transversale du T du logement de l'ensemble formant poussoir radial de façon à guider axialement ce dernier vers le pignon de transmission. Dans le cas du synchroniseur double, des premier et 10 second pignons de transmission sont montés libres en rotation sur l'arbre de part et d'autre du moyeu solidaire de celui-ci et des premier et second synchroniseurs, chacun identiques au synchroniseur décrit précédemment, se partagent le même moyeu et le même 15 manchon de crabotage axialement mobile entre sa position de repos relativement distante des deux pignons de transmission et sa position d'engagement avec la couronne dentée de l'un ou l'autre des deux pignons de transmission suivant le sens de déplacement du manchon de 20 crabotage. Les ensembles formant poussoirs radiaux se répartissent en première et seconde séries coopérant respectivement avec les première et seconde bagues de synchronisation des premier et second synchroniseurs et, à cet effet, ces ensembles, au nombre de six, sont montés 25 en opposition, trois dans un sens et trois dans l'autre. Cependant, pour garantir le bon fonctionnement du synchroniseur, il est nécessaire que chaque ensemble formant poussoir radial à billes soit monté dans le moyeu dans le sens correct afin de ne pas se trouver face à un 30 toc d'indexage de chaque bague de synchronisation. La présente invention propose un synchroniseur dans lequel les ensembles formant poussoirs radiaux à billes comportent des moyens de détrompage interdisant tout mauvais montage de chaque ensemble dans le moyeu et 35 garantissant de la sorte le bon fonctionnement du synchroniseur. A cet effet, le synchroniseur, du type défini au début de la description qui précède, est caractérisé en ce que l'une des parois en bout comportant une patte de guidage de chaque ensemble formant poussoir radial a une 5 hauteur radiale supérieure à la hauteur radiale de la paroi en bout comportant l'autre patte de guidage et repose par sa patte de guidage sur sa surface de guidage d'une hauteur radiale inférieure à la hauteur radiale de l'autre surface de guidage de l'autre patte de guidage de 10 façon à constituer des moyens détrompeurs évitant un montage incorrect de l'ensemble formant poussoir radial dans son logement du moyeu. La patte latérale de chaque ensemble formant poussoir radial à bille située en regard de la bague de 15 synchronisation a une hauteur radiale supérieure à la hauteur radiale de l'autre patte latérale et vient en butée, sous l'influence de l'effort de réaction de la bille sur une rampe de positionnement formée dans la face intérieure du manchon de crabotage, sur la face latérale 20 correspondante de la paroi formant âme du moyeu délimitant axialement le logement en forme de T quand le manchon de crabotage est à sa position de repos, et est en appui sur la bague de synchronisation pour la déplacer axialement vers le pignon de transmission par 25 l'intermédiaire de la rampe d'armement et de l'ensemble formant poussoir à bille lorsque le manchon de crabotage est déplacé vers ce pignon. La patte latérale de plus grande hauteur radiale de chaque ensemble formant poussoir radial comporte sur sa 30 face tournée vres le pignon correspondant un renflement s'insérant dans un logement complémentaire formé dans une butée d'entraînement de la bague de synchronisation. Dans le cas du synchroniseur double, ce dernier est caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second 35 synchroniseurs chacun conforme au synchroniseur de l'invention décrit précédemment, les ensembles formant poussoirs radiaux se répartissant en première et seconde séries coopérant respectivement avec les première et seconde bagues de synchronisation des premier et second synchroniseurs, les première et seconde séries étant disposées autour de l'axe de rotation de l'arbre 5 alternativement et régulièrement, la première série d'ensembles formant poussoirs radiaux pouvant déplacer axialement la première bague de synchronisation vers le premier pignon de transmission par leurs pattes latérales de plus grande hauteur situées en regard de la première 10 bague de synchronisation, tandis que les pattes latérales de plus grande hauteur des ensembles formant poussoirs radiaux de la seconde série, situées en regard de la seconde bague de synchronisation, viennent en butée sur la face latérale correspondante de la paroi formant âme 15 du moyeu pour bloquer axialement les ensembles de cette seconde série, et réciproquement. De préférence, chaque série précitée comprend trois ensembles formant poussoir à billes. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, 20 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble synchroniseur double conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en perspective agrandie d'un ensemble du synchroniseur comprenant le 30 moyeu muni de ses poussoirs radiaux à billes et deux bagues de synchronisation; - la figure 3 est une vue en coupe axiale du synchroniseur double de l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective d'un 35 ensemble formant poussoir radial à bille de l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 4; - la figure 7 est une vue de dessus de l'ensemble de la figure 4; et - la figure 8 est une vue agrandie de face suivant la flèche VIII du moyeu de la figure 1 avec un ensemble formant poussoir à bille monté dans son logement du moyeu. Le synchroniseur double tel que représenté aux 10 figures comprend un arbre 1 sur lequel est fixé axialement et immobilé en rotation un moyeu 2 et deux pignons de transmission 3, dont seul le pignon de gauche est représenté en figure 1, disposés de part et d'autre du moyeu 2 par rapport au plan médian P du moyeu 15 perpendiculaire à l'arbre 1. Les deux pignons 3 sont montés libres en rotation sur l'arbre 1 mais immobilisés axialement à celui-ci. Chaque pignon 3 comporte, solidaire de son flanc en regard du moyeu 2, une couronne de crabotage 4 à denture 20 externe 4a et une surface de friction tronconique 5 réalisée sur une partie centrale formant moyeu 6 du pignon 3 en étant orientée de façon ascendante dans le sens opposé au moyeu 2. Le synchroniseur double comprend également un 25 manchon de crabotage 7 pouvant être déplacé axialement relativement au moyeu 2 par une fourchette de commande (non représentée) engagée dans une gorge radialement externe 7a du manchon 7 qui comporte des dentures internes de crabotage 8 en engrènement avec des dentures 30 9 réalisées sur le pourtour externe du moyeu 2 pour assurer l'accouplement en rotation du manchon 7 au moyeu 2 tout en permettant le déplacement axial de ce manchon relativement au moyeu vers l'un ou l'autre des pignons de transmission 3. Le synchroniseur double comprend de plus deux bagues de synchronisation 10 disposées symétriquement de part et d'autre du plan médian P en étant chacune située entre le moyeu 2 et un pignon 3. Chaque bague de synchronisation 10 comporte une surface tronconique interne de friction 11 pouvant coopérer avec la surface externe tronconique 5 de la partie centrale 6 du pignon 5 correspondant 3 pour assurer un engagement par friction lorsque la bague de synchronisation 10 est déplacée axialement vers le pignon 3. Chaque bague de synchronisation 10 comprend également une couronne 12 à denture externe de crabotage 12a et située en regard de 10 la couronne dentée 4 du pignon 3. Le synchroniseur double comprend en outre deux paires de bagues tronconiques intermédiaires de synchronisation 13, 14 disposées symétriquement de part et d'autre du plan médian P, les deux bagues tronconiques 15 13, 14 de chaque paire étant situées entre la bague de synchronisation 10 et la partie centrale 6 correspondante du pignon 3 et pouvant être engagées l'une dans l'autre par friction lors du déplacement dans le sens correspondant du manchon de crabotage 7 pour assurer 20 l'engagement par friction de la bague de synchronisation correspondant 10 à la surface externe tronconique 5 du pignon 3. Lorsque le manchon de crabotage 7 est déplacé vers l'un ou l'autre des deux pignons de transmission 3, la 25 bague de synchronisation correspondante 10 est poussée axialement par des moyens d'entraînement qui comprennent des ensembles formant poussoirs radiaux à billes 15 engagés respectivement dans des logements radiaux 16 réalisés sur la périphérie externe du moyeu 2 dans le 30 plan médian P de ce dernier, les logements radiaux 16 étant régulièrement espacés autour de l'axe de rotation X-X' de l'arbre 1. Ainsi, une première série de trois ensembles formant poussoirs radiaux 15 coopère avec l'une des bagues de synchronisation 10, tandis qu'une seconde 35 série de trois ensembles formant poussoirs radiaux 15 coopère avec l'autre bague de synchronisation 10, les ensembles formant poussoirs 15 des première et seconde séries étant répartis régulièrement autour de l'axe X-X' de l'arbre 1 alternativement, c'est-à-dire qu'un ensemble formant poussoir radial 15 de la première série est situé entre deux ensembles formant poussoirs radiaux 15 de la seconde série. Comme cela ressort mieux des figures 1 et 8, chaque logement radial 16 s'étend axialement au travers d'une paroi 17 formant âme du moyeu 2 et présente en section transversale dans le plan médian P une forme en T dont la 10 partie verticale ou jambe 16a reçoit un pied en forme de douille cylindrique 18 d'un ensemble formant poussoir radial 15 et la partie transversale 16b du T du logement radial 16 reçoit une tête 19 de l'ensemble 15 supportant le pied 18 de cet ensemble. La jambe 16a de logement du 15 pied 18 est raccordée à la partie transversale 16b de logement de la tête 19 de l'ensemble 15 par deux surfaces radialement externes 16c espacées circonférentiellement l'une de l'autre dans le plan médian P et permettant le guidage axial de l'ensemble formant poussoir radial 20 correspondant 15. Chaque ensemble formant poussoir radial 15 a sa tête 19 généralement en forme de parallélépipède rectangle, dont les parois latérales sont définies par deux pattes 20, 21 symétriques au plan médian P de part 25 et d'autre de la paroi 17 formant âme du moyeu 2 en position de repos du manchon de crabotage 7 et les deux parois en bout 22, 23 de raccordement des pattes latérales 20, 21 sont prolongées à leurs bords inférieurs respectivement par deux pattes 22a, 23a recourbées à 30 angle droit l'une vers l'autre de chaque côté du pied cylindrique 18 qui s'étend parallèlement aux parois en bout 22, 23 au centre géométrique du rectangle défini par les parois 19, 21, 22 et 23. Les deux pattes 22a, 23a reposent respectivement sur les deux surfaces de guidage 35 16c du logement 16 recevant l'ensemble formant poussoir radial 15. Le pied cylindrique 18 de chaque ensemble 15 contient en s'étendant coaxialement dans celui-ci un ressort de compression 24 et une bille 25 sollicitée élastiquement par le ressort 24 de façon à faire saillie 5 de l'extrémité libre du pied 18 dont l'extrémité opposée est fermée par une paroi transversale 18a à perçage central et sur laquelle est en appui le ressort 24. La bille 25 est retenue partiellement à l'intérieur du pied 18 en faisant saillie de celui-ci par quatre pattes 10 recourbées 18b solidaires de l'extrémité du pied 18 opposée à la paroi 18a. Le pied cylindrique 18 de chaque ensemble 15 est fixé à la tête 19 de cet ensemble par deux pattes de fixation 26 solidaires de l'extrémité du pied 18 de laquelle fait saillie la bille 25 et 15 respectivement des deux bords opposés des deux parois latérales en forme de pattes 19, 21, les pattes 26 étant situées dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du pied cylindrique 18 de part et d'autre de ce pied. La bille 25 de chaque ensemble 15, en position 20 de repos, fait saillie au- dessus du plan transversal à l'axe longitudinal du pied 18 et passant par les bords supérieurs des parois 20 à 23 de la tête 19. Les moyens d'entraînement de chaque bague de synchronisation 10 comprennent en plus des ensembles 25 formant poussoirs radiaux à billes 15, des rampes d'armement 27 formées dans la face intérieure dentée du manchon de crabotage 7 et sur lesquelles sont en appui respectivement les billes 25 sous l'action des ressorts 24. Chaque rampe d'armement 27 est tournée vers le pignon 30 correspondant 3 et sollicite axialement la bille associée vers ce pignon quand le manchon de crabotage 7 est déplacé axialement vers le pignon 3. L'ensemble formant poussoir à billes 15 déplace à son tour la bague de synchronisation correspondante 10. Comme cela ressort mieux de la figure 3, chaque rampe d'armement 27 est en fait réalisée dans une gorge 28 formée dans la face intérieure du manchon de crabotage 7 et dans laquelle les billes 27 viennent se loger quand le manchon 7 est dans sa position de repos. La figure 3 montre également que la surface de la gorge 28 opposée à la rampe d'armement 27 définit une rampe de positionnement 29 du manchon 7 dans sa position de repos. Selon l'invention, l'une des parois en bout 22, 23 de la tête 19 de chaque ensemble formant poussoir radial 15, par exemple la paroi en bout 23, a une hauteur radiale supérieure à la hauteur radiale de l'autre paroi 10 en bout 22 et la patte de guidage 23a de la paroi en bout 23 de plus grande hauteur radiale repose sur sa surface de guidage 16c qui présente une hauteur radiale inférieure à la hauteur radiale de l'autre surface de guidage 16c sur laquelle repose la patte de guidage 22a 15 de la paroi en bout de plus faible hauteur radiale 22. Les différentes hauteurs radiales des parois en bout 22, 23 et des surfaces de guidage associées 16c constituent ainsi des moyens de détrompage permettant de monter correctement les ensembles formant poussoirs radiaux 15 20 dans leurs logements respectifs 16. En outre, l'une des pattes latérales 19, 21 de chaque ensemble formant poussoir radial 15 située en regard de la bague de synchronisation correspondante 10, par exemple la patte latérale 21, a une hauteur radiale 25 supérieure à la hauteur radiale de l'autre patte latérale, mais la hauteur de la patte latérale 21 est inférieure à la longueur du pied cylindrique 18. La patte latérale 21 de plus grande hauteur radiale vient en butée, sous l'influence de l'effort de réaction de la 30 bille 25 sur la rampe de positionnement 29, sur la face latérale correspondante de la paroi 17 formant âme du moyeu 2 délimitant axialement le logement en forme de T 16 quand le manchon de crabotage 7 occupe sa position de repos. Quand le manchon de crabotage 7 est déplacé vers 35 le pignon correspondant 3, la patte de plus grande hauteur radiale 21 de l'ensemble 15 pouvant se déplacer vers le pignon 3 vient en appui sur la bague de synchronisation correspondante 10 pour la déplacer axialement vers le pignon 3 par l'intermédiaire de la rampe d'armement 27 de l'ensemble formant poussoir à billes 15 qui se déplace axialement vers le pignon sur 5 ses surfaces de guidage 16c. Chaque patte la plus haute 21 des ensembles formant poussoirs à billes 15 de la première série est donc disposée du côté du pignon 3 situé à droite par rapport aux figures 1 et 3 et symétriquement chaque patte la plus haute 21 des 10 ensembles formant poussoirs à billes 15 de la seconde série est disposée du côté de l'autre pignon à gauche de ces figures. Chacune des pattes de plus grande hauteur 21 des ensembles 15 peut comprendre un renflement 21a formé sur la face de la patte 21 tournée vers le pignon 15 correspondant 3 et le renflement 21 vient s'insérer dans un logement de forme conjuguée formé dans une butée d'entraînement lOa de la bague de synchronisation 10. Ces renflements 21a constituent un moyen de détrompage supplémentaire évitant de monter à l'envers les ensembles 20 formant poussoirs radiaux 15 dans leurs logements respectifs 16. Quand le manchon de crabotage 7 est déplacé vers le premier pignon de transmission 3, par exemple celui situé à droite par rapport aux figures 1 et 3, les rampes 25 d'armement 27 entraînent les ensembles formant poussoirs à billes 15 de la première série, qui poussent à leur tour la bague de synchronisation 10. Par contre, les ensembles formant poussoirs à billes 15 de la seconde série sont bloqués dans leur mouvement axial par les 30 pattes de plus grande hauteur 21 venant en butée sur la face latérale correspondante de la paroi 17 formant âme du moyeu 2. Bien entendu, les billes 25 des ensembles 15 de la seconde série s'effacent dans leurs pieds cylindriques 18 sous la pression des rampes de 35 positionnement 29, permettant ainsi au manchon de crabotage 7 de coulisser librement. il Le synchroniseur double fonctionne vers le second pignon de transmission 3 de façon symétrique. REVENDICATIONS 1. Synchroniseur de boîte de vitesses pour véhicules automobiles, comprenant au moins un pignon de transmission (3) à couronne dentée de crabotage (4) monté libre en rotation sur un arbre (1) ; un moyeu (2) 5 solidaire de l'arbre (1) ; un manchon de crabotage (7) monté fixe en rotation sur le moyeu (2) par engrènement et pouvant être déplacé axialement relativement au moyeu (2) entre une position de repos relativement distante du pignon de transmission (3) et une position d'engagement 10 avec la couronne dentée (4) du pignon de transmission (3); au moins une bague de synchronisation (10) solidaire en rotation du moyeu (2), axialement mobile entre le moyeu (2) et le pignon de transmission (3) et pouvant être engagée par friction avec le pignon de 15 transmission (3) lorsque la bague de synchronisation (10) est poussée axialement par des moyens d'entraînement qui comprennent des ensembles formant poussoirs radiaux à billes (15) engagés respectivement dans des logements radiaux (16) réalisés sur la périphérie externe du moyeu 20 (2) dans le plan médian (P) de ce dernier et régulièrement espacés autour de l'axe de rotation de l'arbre (1), chaque logement radial (16) étant réalisé axialement au travers d'une paroi (17) formant âme du moyeu (2) et présentant en section transversale une forme 25 en T dont la partie verticale (16a) reçoit un pied (18) en forme de douille cylindrique d'un ensemble formant poussoir radial (15) contenant un ressort de compression (24) et une bille (25) sollicitée par le ressort (24) sur une rampe d'armement (27) faisant partie des moyens 30 d'entraînement et formée dans la face intérieure du manchon de crabotage (7), la partie transversale (16b) du T du logement radial (16) recevant une tête (19) de support du pied (18) de l'ensemble formant poussoir radial (15) en forme générale de parallélépipède 35 rectangle défini par deux pattes latérales (20,21) symétriques au plan médian (P) de part et d'autre de la paroi (17) formant âme du moyeu (2) en position de repos du manchon de crabotage (7) et deux parois en bout (22,23) prolongées en parties inférieures par deux pattes 5 (22a,23a) recourbées l'une vers l'autre de guidage axial de l'ensemble formant poussoir radial (15) et reposant respectivement sur deux surfaces de guidage radialement externes (16c) de raccordement des parties verticale (16a) et transversale (16b) du T du logement (16) de 10 l'ensemble formant poussoir radial (15) de façon à guider axialement ce dernier vers le pignon de transmission (3) ; caractérisé en ce que l'une (23) des parois en bout (22,23) comportant une patte de guidage (23a) de l'ensemble formant poussoir radial (15) a une hauteur 15 radiale supérieure à la hauteur radiale de la paroi en bout (22) comportant l'autre patte de guidage (22a) et repose par sa patte de guidage (23a) sur sa surface de guidage (16c) de l'autre patte de guidage (22a) d'une hauteur radiale inférieure à la hauteur radiale de 20 l'autre surface de guidage (16c) de façon à constituer des moyens détrompeurs évitant un montage incorrect de l'ensemble formant poussoir radial (15) dans son logement (16) du moyeu (2). 2. Synchroniseur selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que la patte latérale (21) de chaque ensemble formant poussoir radial à bille (15) située en regard de la bague de synchronisation (10) a une hauteur radiale supérieure à la hauteur radiale de l'autre patte latérale (22) et vient en butée, sous l'influence de 30 l'effort de réaction de la bille (25) sur une rampe de positionnement (29) formée dans la face intérieure du manchon de crabotage (7), sur la face latérale correspondante de la paroi (17) formant âme du moyeu (2) délimitant axialement le logement en forme de T (16) 35 quand le manchon de crabotage (7) est à sa position de repos, et est en appui sur la bague de synchronisation (10) pour la déplacer axialement vers le pignon de transmission (3) par l'intermédiaire de la rampe d'armement (27) et de l'ensemble formant poussoir à bille (15) lorsque le manchon de crabotage (7) est déplacé vers ce pignon (3). 3. Synchroniseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la patte latérale (21) de plus grande hauteur radiale de chaque ensemble formant poussoir radial (15) comporte sur sa face tournée vers le pignon correspondant (3) un renflement (21a) s'insérant 10 dans un logement complémentaire formé dans une butée d'entraînement (lOa) de la bague de synchronisation (10). 4. Synchroniseur double de boîte de vitesses pour véhicule automobile, comprenant des premier et second pignons de transmission (3) montés libres en rotation sur 15 un arbre (1) de part et d'autre d'un moyeu (2) solidaire de l'arbre (1), caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second synchroniseurs chacun conforme à l'une des revendications précédentes, se partageant le même moyeu (2) et le même manchon de crabotage (7) axialement 20 mobile entre sa position de repos relativement distante des deux pignons de transmission (3) et sa position d'engagement avec la couronne dentée (4) de l'un ou l'autre des deux pignons de transmission (3) suivant le sens de déplacement du manchon de crabotage (7), les 25 ensembles formant poussoirs radiaux (15) se répartissant en première et seconde séries coopérant respectivement avec les première et seconde bagues de synchronisation (10) des premier et second synchroniseurs, les première et seconde séries étant disposées autour de l'axe de 30 rotation de l'arbre (1) alternativement et régulièrement, la première série d'ensembles formant poussoirs radiaux (15) pouvant déplacer axialement la première bague de synchronisation (10) vers le premier pignon de transmission (3) par leurs pattes latérales de plus 35 grande hauteur radiale (21) situées en regard de la première bague de synchronisation (10), tandis que les pattes latérales de plus grande hauteur radiale (21) des ensembles formant poussoirs radiaux (15) de la seconde série, situées en regard de la seconde bague de synchronisation (10), viennent en butée sur la face latérale correspondante de la paroi (17) formant âme du 5 moyeu (2) pour bloquer axialement les ensembles (15) de cette seconde série, et réciproquement. 5. Synchroniseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque série précitée comprend trois ensembles formant poussoirs à billes (15).