Brevet FR2875884A1 — publié le 20060331

Domaine de l'invention La présente invention concerne une transmission à pi-gnons dentés notamment transmission à vis ou une transmission à pi-gnon droit, comprenant un arbre de transmission et un pignon de transmission en prise avec l'arbre de transmission, le pignon de transmission ayant une zone d'engrènement par laquelle le pignon de transmission est en prise avec l'arbre de transmission. L'invention concerne tout particulièrement une transmission à pignons dentés de véhicules automobiles, notamment une transmission à pignons dentés d'une boîte de vitesses pour l'actionnement télécommandé d'une fourchette de commutation, d'un actionneur d'embrayage, d'un verrou de parking, d'un mécanisme d'actionnement d'un turbocompresseur ou d'un moyen analogue. Etat de la technique Le document DE 102 59 957 Al décrit une transmission à pignons dentés en forme de transmission à vis comportant un arbre de transmission et un pignon de transmission en prise avec cet arbre. Le pignon de transmission présente une zone de prise qui occupe toute la périphérie du pignon de transmission et par laquelle le pignon de transmission peut venir en prise avec l'arbre de transmission. Dans le cas de cette transmission à pignons dentés, connue, un élément d'attaque est prévu pour limiter ou éliminer le jeu longitudinal de l'induit. Le document DE 102 59 957 Al décrit une transmission à pignons dentés qui présente l'inconvénient que la plage de couples qui peuvent être transmis sans perturbation par la transmission est limitée. L'arbre de transmission de cette transmission connue peut être monté par l'intermédiaire de deux paliers fixes-libres et de deux paliers à roulement. Sous la charge, en particulier l'extrémité d'arbre qui dépasse librement le bras fléchit et s'écarte du pignon de transmission. Dans le cas d'un couple important, cette déformation peut être telle qu'elle détériore la prise entre le pignon de transmission et l'arbre de transmission, et dans le cas extrême le segment de l'arbre de transmission, réalisé en forme de vis, se déplace vers la tête du pignon en forme de vis et bloque l'ensemble de la transmission. Pour éviter les inconvénients cités ci-dessus, on peut envisager d'une part de renforcer l'arbre de transmission en augmentant sa rigidité en flexion. D'autre part, on peut envisager un appui radial de l'extrémité libre de l'arbre de transmission. Mais la première solution se traduit par des coûts supplémentaires et à cause de l'augmentation de l'encombrement, cette solution n'est pas envisageable pour des applications à des véhicules automobiles. La seconde solution a l'inconvénient de toujours permettre un débattement partiel de l'arbre et une détérioration correspondante de l'engrènement entre le pignon de transmission et l'arbre de transmission. De plus, l'appui de l'extrémité libre de l'arbre se traduit par un palier indéfini ce qui n'est pas souhaitable. Exposé et avantages de l'invention Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne une transmission à pignon denté du type défini ci-dessus, ca- ractérisée en ce que le pignon de transmission comporte un segment d'engrènement servant à transmettre un couple important par la transmission à un pignon denté, avec lors de la transmission d'un couple important, une déformation au moins partielle de l'arbre de transmission, et la géométrie du pignon de transmission est adaptée au segment d'engrènement pour garantir entre l'arbre de transmission et le pignon de transmission une prise par adaptation au moins partielle à la flexion de l'arbre de transmission produite par la transmission du couple important. Vis-à-vis de l'état de la technique, la transmission selon l'invention a l'avantage que même dans le cas d'un couple important à transmettre, elle garantit la fiabilité de l'engrènement entre l'arbre de transmission et le pignon de transmission. Il n'est pas nécessaire de renforcer l'arbre de transmission ce qui se traduit par une solution économique et peu encombrante. La transmission à pignon denté selon l'invention permet ainsi un domaine d'application très important et pour chaque application particulière, on peut effectuer une adaptation correspondante. De façon avantageuse, l'arbre de transmission comporte un pignon droit et le pignon de transmission est réalisé comme contre- pignon par rapport au pignon droit, et le pignon de transmission pré- sente dans le segment de prise, un décalage de profil variant suivant la largeur du pignon. Le pignon de transmission peut être réalisé de différentes manières et offrir différentes possibilités d'adaptation de sa géométrie au segment d'engrènement pour garantir l'engrènement entre l'arbre de transmission et le pignon de transmission à la flexion de l'arbre de transmission engendrée par la transmission d'un couple important. Dans la réalisation de la transmission à pignon d'entraînement comme transmission à pignon droit, on peut assurer l'adaptation par un déca- lage de profil variable suivant la largeur du pignon notamment un dé- calage de profil positif, une solution simple pour régulariser une transmission sans incident du mouvement de rotation de l'arbre de transmission au pignon de transmission même en cas de couple important. De manière particulièrement importante, le décalage de profil est conçu de façon que dans chaque plan de coupe ou pratique-ment tous les plans de coupe orientés perpendiculairement à l'axe de rotation du contre-pignon, s'applique au moins approximativement l'équation des engrenages pour une transmission régulière du mouve- ment de rotation de l'arbre de transmission au pignon de transmission. Cela permet un actionnement régulier, avantageux du pi-gnon de transmission précisément lors de la transmission de couples importants de sorte que la transmission des efforts vers les composants en aval, notamment les éléments d'actionnement se fait sans perturba- tion. Suivant une autre caractéristique avantageuse, dans une zone de prise entre le pignon droit et le segment d'engrènement du pi-gnon de transmission, la géométrie du pignon droit est adaptée au moins partiellement à la flexion de l'arbre de transmission pour la transmission d'un couple important, pour garantir l'engrènement entre le pignon droit de l'arbre de transmission et le pignon de transmission. Cela permet une adaptation à la fois du côté du pignon de transmission et du côté de l'arbre de transmission. Comme les deux effets s'additionnent, cela permet de réduire les adaptations effectuées sur les deux côtés ou encore on peut envisager une adaptation à des couples particulièrement importants produisant des fléchissements considérables de l'arbre de transmission. De façon avantageuse, l'arbre de transmission est réalisé au moins par segments sous la forme d'une vis, et le pignon de trans- mission est réalisé sous la forme d'une roue à vis. Suivant une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le segment de prise occupe une partie de la périphérie du pignon de transmission. Le pignon de transmission peut être réalisé sous la forme d'un segment de pignon et permettre grâce à une crémaillère en aval, de convertir le mouvement de rotation en un mouvement d'actionnement linéaire. A ce segment d'entraînement, on peut associer une installation d'actionnement en aval à la suite de la plage de réglage correspondant au mouvement d'avancée et dans cette installation d'actionnement, une bague de synchronisation d'une boîte de vitesses automatiques vient en appui. Dans ce cas, le segment de prise est prévu de préférence à l'extrémité de la plage d'engrènement et peut de préférence correspondre à une plage d'angle de rotation de 30 degrés. De manière préférentielle, la géométrie du pignon de transmission est adaptée par un décalage positif du profil. Le décalage du profil permet d'influencer de manière précise les dimensions et les propriétés de la denture. Le décalage positif du profil permet de réduire ou de supprimer la contre-dépouille ce qui diminue le nombre de dents limite et permet un pied de dent plus épais et une réduction du rayon de flanc de raccord d'embase de denture. Une tête de dents se rétrécissant peut le cas échéant être raccourcie. En outre, les rayons de cour-bure des flancs peuvent être plus grands ce qui augmente l'importance des flancs. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'une transmission à pignons dentés selon l'invention, cette transmission étant une transmission à vis, - la figure 2 montre un second exemple de réalisation d'une transmission selon l'invention sous la forme d'une transmission à pignon droit, - la figure 3 montre un extrait à échelle agrandie de la vue de côté du pignon de transmission du second exemple de réalisation dans la di- rection III de la figure 2. Description de modes de réalisation La figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'une transmission à pignons dentés 1 selon l'invention comprenant un arbre de transmission 2 et un pignon de transmission 3 en prise avec l'arbre de transmission 2. La transmission 1 sert notamment à transmettre un mouvement de rotation de l'arbre de transmission 2 produit par un moteur électrique (non représenté) au pignon de transmission 3 pour augmenter le couple d'entraînement mécanique ou réduire la vi- tesse de rotation du moteur électrique. Le couple moteur fourni par la transmission 1 peut servir à actionner un élément d'actionnement pour le déplacement nécessitant une force extérieure d'autres composants. La transmission 1 convient notamment dans le cas d'une boîte de vites-ses automatiques pour actionner une fourchette de commutation en forme de fourchette coulissante ou pivotante, ou encore pour un actionneur d'embrayage destiné à un embrayage mécanique, pour un verrou de garage d'une boîte de vitesses automatiques ou pour un mécanisme de réglage d'un turbocompresseur. Dans toues ces applications ou des applications analogues, avec une force réduite suivant une certaine course d'actionnement, on obtient un déplacement dans une plage de travail nécessitant un effort important dans laquelle il y a une augmentation brusque du couple produisant un fléchissement de l'arbre de transmission 2 représenté à la figure 1 dans la direction de déformation 4. La transmission à pignons dentés 1 selon l'invention convient toutefois également pour d'autres applications. L'arbre de transmission 2 est monté à rotation dans un premier palier 5 constituant un palier fixe et un second palier 6 constituant un palier mobile. Le couple d'entraînement est appliqué à l'arbre de transmission entre le premier palier 5 et le second palier 6; le seg- ment de l'arbre de transmission 2 entre les paliers 5 et 6 peut égale- ment être l'arbre du moteur électrique. Un segment 12 de l'arbre de transmission 2 est réalisé en forme de vis. Le pignon de transmission 3 comporte un segment d'engrènement 8 qui occupe une plage angulaire 7. Dans ce segment, le pignon de transmission 3 peut être mis en prise avec l'arbre de transmission 2. La plage angulaire 7 englobe une plage angulaire 9. La plage angulaire 9 prédéfinit un segment d'engrènement 10 qui est une partie du segment d'engrènement 8 et correspond à une extrémité 11 du segment d'engrènement 8. Dans le cas envisagé selon lequel un couple réduit agit sur l'arbre de transmission 2 dans toute la plage angulaire 7, et ne pro- duit pas de fléchissement de l'arbre de transmission 2, on aura le dia- mètre du cercle primitif habituel de la plage angulaire 9 représenté par le trait mixte 15; en d'autres termes, le segment d'engrènement 10 est ainsi prévu. Dans l'exemple de réalisation présenté à la figure 1, le seg- ment d'engrènement 10 ne sert à transmettre qu'un couple important. Dans cette position du pignon de transmission 3, dans laquelle le pi-gnon de transmission 3 est en prise avec l'arbre de transmission 2 selon la plage angulaire 9, un couple important s'exerce sur l'arbre de transmission 2 et ce fléchissement de l'arbre de transmission 2 se fait dans la direction de déformation 4. L'axe 16 de l'arbre de transmission 2 est ainsi déplacé par exemple suivant la ligne de flexion 17 (cette ligne n'est représentée que partiellement). Pour compenser le fléchissement de l'arbre de transmission 2, on adapte le diamètre du cercle primitif dans la direction 18 pour que dans le segment d'engrènement 10, on obtienne le diamètre du cercle primitif augmentant progressivement vers l'extrémité 11 comme l'indique le trait mixte 19. Ainsi, la géométrie du pignon de transmission 3 est adaptée au niveau du segment d'engrènement 10 pour garantir l'engrènement entre l'arbre de transmission 2 et le pignon de transmission 3 au fléchissement de l'arbre de transmission 2 produit par la transmission du couple important, dans la direction de fléchissement 4. Cette adaptation peut se faire dans le cadre d'une adaptation de module et avec un décalage de profil. D'autres modifications sont envisageables par une adaptation de la tête, une adaptation du pied des dents, une adaptation de l'entr'axe, une adaptation de l'angle du flanc et une adaptation de l'angle d'engrènement des différentes dents du pi-gnon de transmission 3 ou par une excentricité partielle du pignon de transmission 3. Dans l'exemple de réalisation présenté à la figure 1, la plage angulaire 9 correspond sensiblement à une plage d'angle de rotation de 30 degrés ce qui prédéfinit le segment d'engrènement 10. La plage angulaire 9 peut également correspondre à une autre valeur angulaire. De plus, le segment d'engrènement 10 peut également se situer dans la plage angulaire 7. En outre, on peut également prévoir d'autres segments d'engrènement correspondant au segment d'engrènement 10 avec également une adaptation du pignon de transmission 3. La figure 2 montre un second exemple de réalisation d'une transmission à pignons dentés 1 selon l'invention. Les éléments correspondant à ceux de la figure précédente ou aux figures suivantes portent les mêmes références et leur description ne sera pas répétée. Le palier de l'arbre de transmission 2 selon le second exemple de réalisation correspond à celui du premier exemple de réalisation de la figure 1 et n'est pas représenté une nouvelle fois dans un souci de simplification. La transmission à pignon denté 1 du second exemple de réalisation, est présentée sous la forme d'une transmission à pignon droit. L'arbre de transmission 2 comprend un pignon droit 20 réalisé par fraisage sur l'arbre de transmission 2. Le pignon denté droit 20 peut également être installé comme pièce distincte sur l'arbre de transmission 2 et être fixé à l'arbre. Un trait interrompu 21 et un trait interrompu 22 donnent le diamètre du cercle primitif de l'arbre de transmission 2 de la transmission 1 dans l'état représenté. Dans la position présentée, la transmission 1 transmet un léger couple de rotation ou couple normal ne produisant aucun fléchissement de l'arbre de transmission 2. Le pignon de transmission 3 comporte un axe de rotation 23 par lequel le pignon de transmission 2 est installé d'un côté dans un palier fixe 35 et de l'autre dans un palier libre 36. Le palier fixe 35 et le palier libre 36 peuvent être réalisés comme les paliers 5, 6 de la figure 1 du premier exemple de réalisation c'est-à-dire comme paliers de roule- ment notamment comme paliers à billes. Le pignon de transmission 3 est réalisé comme contre-pignon par rapport au pignon droit 20. Lors de la rotation du pignon de transmission 3 sur environ 180 degrés autour de l'axe de rotation 23, il arrive sur le segment d'engrènement 10 du pignon droit 20 de l'arbre de transmission 2. Dans cette position, un couple important est transmis par la transmission à pignons dentés 1 faisant fléchir l'arbre de transmission 2. Par ce fléchissement, l'axe 16 de l'arbre de transmission 2 se déplace dans la direction de déplacement 4. Pour compenser ce fléchissement, le pignon de transmission 3 est adapté par un décalage positif de profil dans le segment de prise 10; le décalage de profil d'un côté 27 à un côté 28 du pignon de transmission 3 et ainsi vers l'extrémité libre 25 du pignon de transmission 2 augmente sur la largeur du pignon 26. Le trait mixte 24 qui représente le diamètre du cercle primitif du pignon de transmission 3 dans le segment de prise 10 forme un angle avec l'axe de rotation 23 alors que la ligne 22 en trait interrompu qui indique le diamètre du cercle primitif du pignon de transmission 3 dans la plage d'engrènement restante 8, est orientée par parallèlement à l'axe de rotation 23. Il est à remarquer que le diamètre du cercle primitif au niveau du segment d'engrènement 10 augmente du fait du décalage positif de profil variant de façon croissante suivant la largeur 26 du pi-gnon, d'un côté 27 du pignon de transmission 3 vers l'autre côté 28. Le diamètre du cercle primitif, déjà du côté 27 au niveau du segment d'engrènement 10, est plus grand que dans la partie restante de la plage d'engrènement 8 dans laquelle le diamètre du cercle de roulement est prédéfini par la ligne en trait interrompu 22. En particulier, en cas de fléchissement accentué de l'arbre de transmission 2, à côté de l'adaptation du pignon de transmission 3 présenté à la figure 2, on peut également adapter le pignon de transmission 20 de l'arbre de transmission 2. La figure 3 montre un détail en vue de côté du pignon de transmission 3 de la transmission à pignon denté 1 du second exemple de réalisation; cette vue étant faite suivant la direction III de la figure 2. Une arête 29 qui s'appuie sur le côté 27 du pignon de transmission 23, comporte une dent 30; du fait du décalage positif croissant du profil fait sur une distance plus faible par rapport à l'axe de rotation 23 que du côté 28 du pignon de transmission 3 compris entre l'arête 31 et la dent 30 de celui- ci. En outre, on a représenté une dent 32 et une dent 33 du pignon de transmission 3. Dans le segment d'engrènement 10 de la zone d'engrènement 8 du pignon de transmission 3 on peut adapter la géométrie de chaque dent 30, 32, 33 de la roue de transmission 3 en fonction du couple à transmettre en moyenne par cette dent 30, 32, 33, pour l'adapter de manière individuelle au fléchissement de l'arbre de transmission 2 qui se produit dans la direction de fléchissement. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus. REVENDICATIONS 1 ) Transmission à pignons dentés (1) notamment transmission à vis ou une transmission à pignon droit, comprenant un arbre de transmission (2) et un pignon de transmission (3) en prise avec l'arbre de transmis- Sion (2), le pignon de transmission ayant une zone d'engrènement (8) par laquelle le pignon de transmission (3) est en prise avec l'arbre de transmission (2), caractérisée en ce que le pignon de transmission (3) comporte un segment d'engrènement (10) servant à transmettre un couple important par la transmission à un pignon denté (1), avec lors de la transmission d'un couple important, une déformation au moins partielle de l'arbre de transmission (2), et la géométrie du pignon de transmission (3) est adaptée au segment d'engrènement (10) pour garantir entre l'arbre de transmission (2) et le pignon de transmission (3) une prise par adaptation au moins partielle à la flexion (4) de l'arbre de transmission (2) produite par la transmission du couple important. 2 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre de transmission (2) comporte un pignon droit (20) et le pignon de transmission (3) est réalisé comme contre-pignon par rapport au pignon droit (20), et le pignon de transmission (3) présente dans le segment de prise (10), un décalage de profil variant suivant la largeur (26) du pignon. 3 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 2, caractérisée en ce que le décalage de profil est conçu de façon que dans chaque plan de coupe ou pratiquement tous les plans de coupe orientés perpendiculairement à l'axe de rotation (23) du contre-pignon, s'applique au moins approximativement l'équation des engrenages pour une transmission régulière du mouvement de rotation de l'arbre de transmission (2) au pignon de transmission (3). 4 ) Transmission à pignons dentés selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que dans une zone de prise entre le pignon droit (20) et le segment d'engrènement (10) du pignon de transmission (3), la géométrie du pi-gnon droit (20) est adaptée au moins partiellement à la flexion (4) de l'arbre de transmission (2) pour la transmission d'un couple important, pour garantir l'engrènement entre le pignon droit (20) de l'arbre de transmission (2) et le pignon de transmission (3). 5 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre de transmission (2) est réalisé au moins par segments sous la forme d'une vis (12), et le pignon de transmission (3) est réalisé sous la forme d'une roue à vis. 6 ) Transmission à pignons dentés selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le segment de prise (8) occupe une partie de la périphérie du pignon de transmission (3). 7 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 6, caractérisée en ce que le segment de prise (10) est principalement prévu à l'extrémité (11) du segment d'engrènement (8). 8 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 7, caractérisée en ce que le segment d'engrènement (10) occupe une plage d'angle de rotation (9) d'environ 30 . 9 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans le segment d'engrènement (10) du segment de transmission (8) du pignon de transmission (3), la géométrie de chaque dent (30, 32, 33) du pignon de transmission (3) est adaptée individuellement en fonction du couple moyen à transmettre par cette dent (30, 32, 33). 10 ) Transmission à pignons dentés selon la revendication 1, caractérisée en ce que la géométrie du pignon de transmission (3) est adaptée de préférence par un décalage positif du profil.