Brevet FR2846721A1 — publié le 20040507

"Dispositif de crabotage d'un pignon fou comportant des moyens d'assistance du baladeur" L'invention concerne un dispositif de crabotage d'un pignon fou. s L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de crabotage d'un pignon fou monté à rotation sur un arbre, notamment d'une boîte de vitesses à arbres parallèles, du type dans lequel l'arbre porte un moyeu fixe qui reçoit extérieurement en coulissement axial et entraîne en rotation un baladeur par 10 l'intermédiaire de cannelures, du type dans lequel l'arbre porte, à proximité du moyeu, le pignon fou cannelé qui est susceptible d'être accouplé au moyeu par l'intermédiaire des cannelures du baladeur, et du type qui comporte un anneau tronconique de synchronisation qui est interposé axialement avec jeu entre le 15 moyeu et le pignon fou, du type dans lequel le baladeur est mobile successivement entre une position indexée neutre dans laquelle les cannelures du baladeur coopèrent avec les seules cannelures du moyeu, une course de synchronisation, dans laquelle le baladeur sollicite l'anneau tronconique de 20 synchronisation au contact d'une portée tronconique du pignon fou pour entraîner ledit pignon fou à la vitesse de rotation de l'arbre, une course dite de "vol libre" au cours de laquelle le baladeur relâche sa sollicitation de l'anneau tronconique de synchronisation préalablement au crabotage des cannelures du 25 baladeur sur les cannelures du pignon fou, et une position indexée de crabotage dans laquelle les cannelures du baladeur coopèrent avec les cannelures du moyeu et avec les cannelures du pignon fou, et du type dans lequel le jeu de cannelures internes du baladeur comporte au moins une gorge centrale et 30 une gorge d'extrémité, tourné du côté opposé au pignon fou, qui sont destinées à coopérer avec des moyens radiaux d'indexation portés par le moyeu et rappelés élastiquement vers l'extérieur du moyeu, pour déterminer les positions indexées neutre et de crabotage. F On connaît de nombreux exemples de dispositifs de crabotage comportant un anneau de synchronisation de ce type, plus communément appelé "synchroniseur Borg Warner". Dans un tel dispositif, au cours de la course de 5 synchronisation, les cannelures intérieures du baladeur sollicitent axialement l'extrémité de dentures portées par la périphérie de l'anneau tronconique de synchronisation pour provoquer son déplacement axial et le pousser au contact de la portée tronconique du pignon fou de manière à amener la vitesse de ce 10 dernier à la vitesse de rotation du moyeu. A l'issue de cette étape de synchronisation, le baladeur parcourt une course dite de "vol libre" au cours de laquelle, lorsque les cannelures du baladeur ont franchi l'extrémité des dentures de l'anneau de synchronisation, l'anneau n'est plus 15 suffisamment sollicité axialement par le baladeur et est donc susceptible de glisser sur la portée tronconique du pignon fou. A ce moment, si le baladeur n'est pas craboté assez rapidement sur le pignon fou, ce dernier est susceptible d'être désynchronisé car il perd la vitesse que lui avait conféré l'anneau 20 de synchronisation, et il se produit un bruit analogue à un craquement lors du crabotage du baladeur du pignon fou. Cette manoeuvre, si elle se répète peut même, à terme, entraîner la destruction des cannelures du pignon fou. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé de réduire 25 la distance qui sépare la face arrière de l'anneau de synchronisation de la face avant des cannelures du pignon fou. Toutefois, aussi réduite cette distance soit-elle, elle ne suffit pas à empêcher une perte de vitesse du pignon fou pendant la phase dite "de vol libre". Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un dispositif de crabotage du type décrit précédemment, comportant des moyens de crabotage du pignon fou visant à réduire la durée selon laquelle le baladeur parcourt la course dite "de vol libre". Dans ce but, l'invention propose un dispositif de crabotage du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rampe, qui sont destinés à coopérer avec les moyens radiaux d'indexation portés par le moyeu, pour assister le 5 déplacement axial du baladeur pendant la course dite "de vol libre" et jusqu'à la position indexée de crabotage, de manière à réduire la durée selon laquelle le baladeur parcourt ladite course de "vol libre" et éviter ainsi que le pignon fou ne soit désynchronisé du baladeur avant que le baladeur n'atteigne la 10 position indexée de crabotage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la gorge d'extrémité comporte les moyens de rampe, pour que lesdits moyens de rampe participent au maintien du baladeur dans sa position de crabotage, - la gorge d'extrémité est conformée en tronc de cône de conicité tournée vers le pignon fou, pour former les moyens de rampe, - les moyens radiaux d'indexation comportent au moins trois rouleaux, qui sont reçus dans des encoches axiales réparties 20 angulairement de manière régulières dans le moyeu, et qui sont rappelés élastiquement radialement vers l'extérieur du moyeu, - chaque rouleau est rappelé élastiquement vers l'extérieur du moyeu par l'intermédiaire d'une lame élastique en forme de fer à cheval dont la branche horizontale inférieure prend appui sur le 25 fond de l'encoche associée et dont les deux branches d'extrémité recourbées prennent appui sous la périphérie du rouleau associé, - la portée tronconique du pignon fou et la portée tronconique de l'anneau de synchronisation sont reçues dans un alésage du moyeu dans lequel débouchent les encoches des 30 rouleaux d'indexation, - les rouleaux d'indexation et les lames élastiques sont limitées en débattement axial du côté du pignon fou, par l'intermédiaire d'une face transversale d'extrémité de l'anneau de l'anneau de synchronisation recevant en appui les rouleaux d'indexation pendant la course de synchronisation et, du côté opposé au pignon fou, par un jonc élastique qui est reçu dans une gorge opposée du moyeu et qui reçoit en appui les rouleaux d'indexation, l'anneau de synchronisation comporte sur sa périphérie un jeu de dentures extérieures qui est destiné à coopérer avec le jeu de cannelures intérieures du baladeur pour solliciter l'anneau tronconique de synchronisation le long de la course de synchronisation. 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 15 crabotage selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe axiale du dispositif de crabotage de la figure 1; - les figure 3 à 5 sont des demi-vues en coupe axiale illustrant successivement le détail du dispositif de crabotage de la 20 figure 2 dans la position indexée neutre, au cours de la course de synchronisation et dans la position de crabotage. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 l'ensemble d'un dispositif 10 de crabotage pour un pignon fou 12 monté à rotation sur un arbre (non représenté) d'axe "A", notamment un arbre d'une boîte de vitesses à arbres parallèles. De manière connue, l'arbre d'axe "A" porte un moyeu 14 30 fixe qui reçoit extérieurement en coulissement axial et entraîne en rotation un baladeur 16 par l'intermédiaire de cannelures. Plus particulièrement, le moyeu 14 comporte un jeu de cannelures intérieures 15 qui sont destinées à coopérer avec un jeu de cannelures associé (non représenté) de l'arbre qui le porte. Le moyeu 14 porte aussi un jeu de cannelures extérieures 18 qui sont destinées à coopérer avec un jeu de cannelures intérieures 20 du baladeur 16 pour assurer son entraînement en rotation et permettre son coulissement axial. A proximité du moyeu 14, l'arbre porte le pignon fou 12, qui comporte un jeu de cannelures 22 extérieures, et qui est susceptible, lorsque le baladeur est m axialement suivant l'axe "A" dans la direction du pignon fou 12, d'être accouplé au moyeu 14 par l'intermédiaire des cannelures intérieures 20 du baladeur 10 16. Le baladeur 16 est notamment susceptible d'être déplacé axialement par l'intermédiaire d'une fourchette (non représentée) dont des patins sont reçus dans une gorge 26 périphérique du baladeur 16. De manière connue, le dispositif 10 comporte un anneau 24 tronconique de synchronisation qui est interposé axialement avec jeu entre le moyeu 14 et le pignon fou 12. Le baladeur 16 est mobile successivement entre - une position indexée neutre, représenté à la figure 3, 20 dans laquelle les cannelures 20 du baladeur 16 précédemment décrites coopèrent avec les seules cannelures 16 du moyeu 14, - une course de synchronisation, représentée à la figure 4, dans laquelle le baladeur 16 sollicite axialement l'anneau 24 tronconique de synchronisation de manière qu'une portée 25 tronconique intérieure 28 de l'anneau 24 entre en contact avec une portée tronconique 30 du pignon fou 12 pour entraîner ledit pignon fou 12 à une vitesse de synchronisation égale à celle du moyeu 14 selon laquelle ses cannelures 22 peuvent être crabotées sans heurts avec les cannelures intérieures 20 du 30 baladeur 16, - une course (non représentée) dite de "vol libre" au cours de laquelle le baladeur 16 relâche sa sollicitation de l'anneau 24 tronconique de synchronisation préalablement au crabotage des cannelures 20 du baladeur 16 sur les cannelures du pignon fou 12, et - une position indexée de crabotage, représentée à la figure 5, dans laquelle les cannelures 20 du baladeur coopèrent 5 avec les cannelures 18 du moyeu 14 et les cannelures 22 du pignon fou 12. Plus particulièrement, l'anneau 24 de synchronisation comporte sur sa périphérie un jeu de dentures extérieures 25 qui est destiné à coopérer avec le jeu 20 de cannelures intérieures du 10 baladeur 16 pour solliciter axialement l'anneau 16 tronconique de synchronisation pendant la course de synchronisation. Ces dentures sont par exemple conformées en "V" à leurs extrémités 27 pour que l'avancée du baladeur 16 provoque une sollicitation axiale des dentures 25, et donc de l'anneau 24 de 15 synchronisation. De manière connue, comme l'illustrent les figures 2 à 5, le jeu de cannelures 20 internes du baladeur 16 comporte au moins une gorge 32 centrale et une gorge 34 d'extrémité, tournée du côté opposé au pignon fou 12, qui sont destinées à coopérer avec 20 des moyens 36 radiaux d'indexation qui sont portés par le moyeu 14 et qui sont rappelés élastiquement vers l'extérieur du moyeu 14, pour déterminer les positions indexées neutre et de crabotage. Conformément à l'invention, le dispositif 10 comporte des 25 moyens 38 de rampe, qui sont destinés à coopérer avec les moyens radiaux 36 d'indexation portés par le moyeu 14, pour assister le déplacement axial du baladeur 16 pendant la course dite de "vol libre" et ce, jusqu'à ce que le baladeur 16 atteigne la position de crabotage. De la sorte, la durée pendant laquelle le 30 baladeur 16 parcourt la course dite "de vol libre", et donc par conséquent pendant laquelle l'anneau 24 de synchronisation n'est plus sollicité suffisamment par le baladeur 16 pour le pignon fou demeure synchronisé avec le baladeur 16, est réduite au maximum. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la gorge 34 d'extrémité comporte les moyens 38 de rampe. pour que lesdits moyens de rampe 38 participent au maintien du baladeur 16 dans sa position de crabotage de la figure 5. Cette configuration permet donc de se dispenser, comme c'est l'usage conventionnellement, de conférer des formes conventionnelles, avec des flancs munis de contre-dépouilles, aux cannelures 22 du pignon fou 12 et aux cannelures 20 du baladeur 16 pour réaliser un dispositif dit "d'antilâcher", puisque dans sa 10 position de crabotage, la baladeur 16 est non seulement maintenu indexé sur les cannelures 22 du pignon fou 12 par les moyens 36 d'indexation coopérant avec la gorge 34 d'extrémité, mais de surcroît, est sollicité axialement en direction du pignon fou 12 par les moyens 36 d'indexation qui coopèrent avec les moyens 38 de 15 rampe qui font partie de la gorge 34 d'extrémité. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la gorge d'extrémité 34 est conformée en tronc de cône de conicité tournée vers le pignon fou 12, pour former les moyens 38 de rampe. Cette configuration est particulièrement avantageuse car elle permet de 20 réaliser les moyens 38 de rampe en même temps que la gorge 34. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens 36 radiaux d'indexation comportent au moins trois rouleaux 40, qui sont reçus dans des encoches 42 axiales réparties angulairement de manière régulière dans le moyeu 14, 25 et qui sont rappelés élastiquement radialement vers l'extérieur du moyeu 14. Plus particulièrement, comme l'illustrent les figures 2 à 5, les encoches 42 sont orientées sensiblement suivant la direction axiale "A"' et les axes "B" des rouleaux 40 sont orientés 30 sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction des encoches 42. De préférence, chaque rouleau 40 est rappelé élastiquement vers l'extérieur du moyeu 14 par l'intermédiaire d'une lame élastique 46 en forme de fer à cheval dont la branche 48 horizontale inférieure prend appui sur le fond 44 de l'encoche associée et dont les deux branches 50 d'extrémité recourbées prennent appui sous la périphérie du rouleau 40 associé. Cette configuration n'est pas limitative de l'invention et tout autre 5 moyen de rappel élastique tel qu'un ressort radial, reçu dans un alésage radial du moyeu, pourrait convenir à la réalisation de l'invention. Toutefois, les lames élastiques 46 décrites précédemment permettent d'assurer le rappel des rouleaux 40 avec un encombrement radial réduit. Ainsi, lorsque le baladeur 16 est déplacé axialement vers la position de synchronisation de la figure 4, il comprime les lames 46. Une fois que la position de synchronisation est franchie, les rouleaux 40, rappelés par les lames 46, prennent appui sur la gorge 34 tronconique et exercent un effort axial sur le 15 baladeur 16 en complément de celui qu'exerce le conducteur du véhicule sur la baladeur 16. Ainsi, pendant la course dite "de vol libre", intermédiaire entre les positions des figures 4 et 5, le baladeur 16 est assisté axialement de sorte que la durée de cette course de "vol libre" est d'autant plus réduite. Le crabotage du 20 baladeur 16 est donc réalisé plus rapidement, ce qui permet, même si l'anneau 24 de synchronisation glisse sur la portée tronconique du pignon fou 12, d'éviter que ledit pignon fou 12 ne se désynchronise en perdant la vitesse que lui a conféré l'anneau 28 de synchronisation. Le baladeur étant ainsi assisté dans son 25 mouvement axial, le crabotage s'effectue sans heurts entre les cannelures 20 du baladeur 16 et les cannelures 22 du pignon fou 12. Par ailleurs, pour permettre au dispositif 10 de présenter un encombrement axial réduit, comme l'illustre la figure 1 et les 30 figures 3 à 5, la portée tronconique 30 du pignon fou 12 et la portée tronconique 28 de l'anneau 24 de synchronisation sont reçues dans un alésage 52 du moyeu. Les encoches 42 des rouleaux 40 d'indexation débouchent par ailleurs dans cet alésage 52. Cette configuration est avantageusement utilisée pour réaliser des moyens d'arrêt des lames élastiques 46 et des rouleaux 40. En effet, les rouleaux d'indexation 40 et les lames élastiques 46 sont limitées en débattement axial dans les encoches axiales 42. En effet, du côté du pignon fou 12, les rouleaux d'indexation 40, quand ils ne sont pas reçus dans la gorge centrale 32 du baladeur 16, c'est à dire notamment pendant la course de synchronisation, sont arrêtés axialement par 10 l'intermédiaire d'une face 55 transversale d'extrémité de l'anneau de l'anneau de synchronisation. Du côté opposé au pignon fou 12, les rouleaux d'indexation sont arrêtés axialement par un jonc 56 élastique qui est reçu dans une gorge 60 opposée du moyeu 14 et qui reçoit en appui 15 les rouleaux 40 d'indexation. L'invention propose donc un dispositif 10 de crabotage propre à garantir une synchronisation parfaite du pignon fou 12 avant l'engagement du rapport, qui présente de surcroît l'avantage d'un cot de fabrication réduit puisque l'usinage des 20 cannelures 20, 22 du baladeur 16 et du pignon fou 12 ne nécessitent pas de réaliser de dispositif d'anti-lâcher tel que connu dans les précédentes réalisations connues de l'état de la technique. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de crabotage d'un pignon fou (12) monté à rotation sur un arbre, notamment d'une boîte de vitesses à 5 arbres parallèles, du type dans lequel l'arbre porte un moyeu (14) fixe qui reçoit extérieurement en coulissement axial et entraîne en rotation un baladeur (16) par l'intermédiaire de cannelures (18, ), du type dans lequel l'arbre porte, à proximité du moyeu 1o (14), le pignon fou (12) cannelé qui est susceptible d'être accouplé au moyeu (14) par l'intermédiaire des cannelures (20) du baladeur, et du type qui comporte un anneau (24) tronconique de synchronisation qui est interposé axialement avec jeu entre le moyeu (14) et le pignon fou (12), du type dans lequel le baladeur (16) est mobile successivement entre: - une position indexée neutre dans laquelle les cannelures (20) du baladeur (16) coopèrent avec les seules cannelures (18) du moyeu (14), - une course de synchronisation, dans laquelle le baladeur (16) sollicite l'anneau (24) tronconique de synchronisation au contact d'une portée tronconique (30) du pignon fou (12) pour entraîner ledit pignon fou (12) à la vitesse de rotation de l'arbre, - une course dite de "vol libre" au cours de laquelle le 25 baladeur relâche sa sollicitation de l'anneau (24) tronconique de synchronisation préalablement au crabotage des cannelures (20) du baladeur (16) sur les cannelures du pignon fou (12), - et une position indexée de crabotage dans laquelle les cannelures (20) du baladeur (16) coopèrent avec les cannelures 30 (18) du moyeu (14) et avec les cannelures (22) du pignon fou (12), - du type dans lequel le jeu de cannelures internes (20) du baladeur comporte au moins une gorge (32) centrale et une gorge (34) d'extrémité, tournée du côté opposé au pignon fou (12), qui sont destinées à coopérer avec des moyens (36) radiaux d'indexation portés par le moyeu (14) et rappelés élastiquement vers l'extérieur du moyeu (14), pour déterminer les positions indexées neutre et de crabotage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (38) de rampe, qui sont destinés à coopérer avec les moyens (36) radiaux d'indexation portés par le moyeu (14), pour assister le déplacement axial du baladeur (16) pendant la course dite "de vol libre" et jusqu'à la position indexée de crabotage, de manière à 10 réduire la durée selon laquelle le baladeur parcourt ladite course de "vol libre" et éviter ainsi que le pignon fou (12) ne soit désynchronisé du baladeur (16) avant que la baladeur (16) n'atteigne la position indexée de crabotage. 2. Dispositif (10) de crabotage selon la revendication 15 précédente, caractérisé en ce que la gorge (34) d'extrémité comporte les moyens (38) de rampe, pour que lesdits moyens de rampe (38) participent au maintien du baladeur (16) dans sa position de crabotage. 3. Dispositif (10) de crabotage selon la revendication 20 précédente, caractérisé en ce que la gorge (34) d'extrémité est conformée en tronc de cône de conicité tournée vers le pignon fou (12), pour former les moyens (38) de rampe. 4. Dispositif (10) de crabotage selon l'une quelconque ders revendications précédente, caractérisé en ce que les moyens (36) 25 radiaux d'indexation comportent au moins trois rouleaux (40), qui sont reçus dans des encoches (42) axiales réparties angulairement de manière régulières dans le moyeu (14), et qui sont rappelés élastiquement radialement vers l'extérieur du moyeu (14). 5. Dispositif (10) de crabotage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque rouleau (40) est rappelé élastiquement vers l'extérieur du moyeu (14) par l'intermédiaire d'une lame élastique (46) en forme de fer à cheval dont la branche (48) horizontale inférieure prend appui sur le fond l P i (44) de l'encoche (42) associée et dont les deux branches (50) d'extrémité recourbées prennent appui sous la périphérie du rouleau (40) associé. 6. Dispositif (10) de crabotage selon l'une quelconque des 5 revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la portée (30) tronconique du pignon fou (12) et la portée tronconique (28) de l'anneau (24) de synchronisation sont reçues dans un alésage (52) du moyeu (14) dans lequel débouchent les encoches (42) des rouleaux (40) d'indexation. 7. Dispositif (10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que les rouleaux (40) d'indexation et les lames (46) élastiques sont limitées en débattement axial, du côté du pignon fou (12), par l'intermédiaire d'une face transversale d'extrémité de l'anneau 15 (24) de l'anneau de synchronisation recevant en appui les rouleaux (40) d'indexation pendant la course de synchronisation et, du côté opposé au pignon fou (12), par un jonc (56) élastique qui est reçu dans une gorge (60) opposée du moyeu (14) et qui reçoit en appui les rouleaux (40) d'indexation. 8. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (24) de synchronisation comporte sur sa périphérie un jeu de dentures (25) extérieures qui est destiné à coopérer avec le jeu de cannelures intérieures (20) du baladeur (16) pour solliciter 25 l'anneau (24) tronconique de synchronisation le long de la course de synchronisation.