Brevet FR2890144A1 — publié le 20070302

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation de commutation de boîte de vitesses à pignons comportant un manchon de baladeur muni d'une gorge périphérique et une fourchette de baladeur, ayant un corps en forme de fourchette, avec des extrémités de fourchette et un moyeu, le moyeu comportant un logement par lequel la fourchette de baladeur est guidée sur l'axe de fourchette, et un verrouillage d'axe de fourchette permettant de verrouiller le moyeu portant la fourchette dans différentes positions de commutation sur l'axe de fourchette. Etat de la technique Les installations de commutation de boîte de vitesses à pignons ont fréquemment un élément de commutation sous la forme d'une fourchette de baladeur relié au levier de changement de vitesse ou à un axe de commutation. La fourchette vient prendre par une liaison par la forme dans un manchon de baladeur d'une installation de synchronisation qui est couplé à l'arbre principal ou à l'arbre intermédiaire par des éléments de couplage et des baladeurs. De nombreuses fourchettes de baladeur utilisées dans les installations de commutation sont reliées solidairement en rotation à l'axe de fourchette. En variante, une fourchette de baladeur réalisée en forme de levier de commutation peut être installée de manière à coulisser axialement et/ou à pouvoir tourner sur l'axe de fourchette. La commande de la fourchette de baladeur se fait à l'aide d'un doigt qui pénètre par une liaison de forme dans une gorge reliée à la fourchette de baladeur et permet de coulisser la fourchette de baladeur. La tringlerie commutée et la position neutre sont tenues par un dispositif de verrouillage d'axe de fourchette qui fixe les positions de la fourchette en coopérant avec un bossage d'encliquetage porté généralement par l'axe de fourchette. Les fourchettes de baladeur fabriquées en tôle s'imposent de plus en plus car leur fabrication est économique et demande peu de matière. Le corps ou corps de base d'une fourchette de baladeur est en général une pièce mise en forme par formage à froid de la tôle. La pièce a une forme de fourchette avec deux extrémités écartées l'une de l'autre. La fourchette de baladeur est reliée à l'axe de fourchette en général par un moyeu fréquemment constitué sous la forme d'un moyen de guidage cylindrique et ayant un logement en général un orifice de guidage coaxial par lequel le moyeu est fixé sur l'axe de fourchette. A la place d'un axe de fourchette, on peut également utiliser un rail de fourchette ou un organe de guidage correspondant. Une fourchette de baladeur de ce type est décrite dans le document DE-103 09 407-Al. La fourchette de baladeur se compose d'un moyeu et d'un corps; la liaison entre ces deux parties se fait par l'intermédiaire d'un élément de base. L'élément de base est l'élément de liaison entre le corps et le moyeu comme organe de rigidification pour la liaison. Cet élément de base peut être réalisé en une seule pièce avec le corps de base. De telles fourchettes de baladeur se fabriquent de manière économique et avec peu de matière mais du fait de la faible épaisseur de la matière, on rencontre des difficultés liées à la solidité. On renforce leur rigidité par une transformation géométrique appropriée par exemple avec des nervures ou des moulures. Le manchon de baladeur est fréquemment également guidé par les extrémités de la fourchette et lors du coulissement du manchon de baladeur, on a des efforts particulièrement importants dans les zones de contact si bien qu'il faut renforcer les extrémités de la fourchette par des patins. Néanmoins, la fourchette de baladeur, en tôle reste fortement sollicitée. De plus, le nombre de pièces est relativement élevé ainsi que les moyens à mettre en oeuvre pour la fabrication des fourchettes. A cause des tolérances de positionnement entre les différentes pièces avant l'assemblage, il faut en outre redresser les pièces de manière compliquée et les ajuster à leur dimension fonctionnelle. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une fourchette de baladeur évitant les inconvénients des solutions connues. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne une installation de commutation du type défini ci-dessus caractérisée en ce que le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette comporte au moins un boîtier ayant un fond et des parois, et à l'état monté il pénètre par son extrémité non tournée vers l'axe de fourchette dans la gorge périphérique du manchon de baladeur. Le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette est relié à l'axe et comporte généralement un boîtier avec un fond et des parois. Le fond vient avantageusement en saillie dans la direction radiale par rap-port au corps et le dispositif de verrouillage pénètre dans la gorge périphérique, à l'état installé, par son extrémité non tournée vers l'axe de fourchette. Le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette assure selon l'invention à côté de la fixation de la position de commutation, comme seconde fonction, le guidage du manchon de baladeur avec les extrémités de la fourchette. Le manchon constitue un troisième point d'appui ce qui améliore la transmission des efforts entre le corps de base et le manchon de baladeur. Les efforts engendrés sont de ce fait plus faibles et la fourchette de baladeur peut ainsi être réalisée en une matière plus mince ou ne nécessite pas de mise en forme géométrique complexe pour transmettre en toute sécurité les efforts engendrés. Les extrémités de la fourchette peuvent être munies de patins en une matière constituant un partenaire de friction approprié pour le manchon de baladeur. Selon un développement avantageux, le boîtier du dispositif de verrouillage d'axe de fourchette est formé dans la même matière que les patins; le fond du boîtier est intégré dans un patin de blocage composé avantageusement de la même matière que les patins. Les patins des extrémités de fourchette sont fabriqués de préférence en tôle de laiton et sont fixés par soudage à la fourchette de baladeur. Les patins peuvent également être reliés à la fourchette de baladeur par une liaison par la forme en mettant par exemple en forme une tôle de laiton avec la tôle mise en forme de fourchette de baladeur; pour cela on place les deux tôles dans un outil de mise en forme et on réalise le formage de la tôle pour obtenir une fourchette de commutation. Le patin du dispositif de verrouillage peut être fabriqué également par la même opération de transformation ou encore par enrobage par projection. A la place d'un patin de verrouillage on peut également munir plus simplement l'extrémité du dispositif de verrouillage à l'opposé de l'axe de fourchette, au moins en partie par un revêtement. Cela convient en particulier au cas où le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette est écarté d'un intervalle par rapport à la gorge périphérique en position normale. Le dispositif n'est alors pas en contact permanent avec le manchon de baladeur et cela évite la transmission de vibrations gênantes qui pourraient détériorer sa fiabilité. Bien que l'importance de l'intervalle se fasse en fonction des efforts de commutation, un intervalle de l'ordre de 0,1 mm jusqu'à 0,3 mm est particulièrement intéressant. Le dispositif de verrouillage selon l'invention est particulièrement intéressant pour une fourchette de baladeur dont le corps est fabriqué par mise en forme à froid sans usinage par enlèvement de co-peaux. Dans ce cas, on utilise une matière d'épaisseur relativement faible et qui doit être dimensionnée en fonction des efforts à recevoir. Les efforts maximum, réduits du dispositif de verrouillage dans le corps permettent d'utiliser une matière encore plus mince ce qui se traduit par une fabrication plus économique de la fourchette de baladeur et par un poids plus faible. Ces avantages sont notamment importants si le corps et le moyeu ou des parties sont en une seule pièce. Suivant une autre caractéristique avantageuse les extrémités de fourchette comportent des patins et à l'état installé et non sol-licité, le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette est écarté par rapport à la gorge périphérique, d'un intervalle supérieur au jeu fixé par la distance entre le patin des extrémités de fourchette et le manchon de baladeur. Ainsi l'intervalle est supérieur au jeu des patins à l'extrémité de la fourchette. Dans ce cas, dans des conditions normales d'utilisation de l'installation, le manchon de baladeur sera guidé par les extrémités de la fourchette. En cas de mauvaise utilisation ou sous l'effet d'efforts particulièrement intenses, la fourchette de baladeur, en tôle se déforme facilement si bien qu'alors la fourchette sera soutenue en plus par le dispositif de verrouillage qui le stabilise. L'invention per- met ainsi une conception plus avantageuse du point de vue des toléran- ces ce qui finalement permet une économie de matière et ainsi de poids et de coût. Suivant une autre caractéristique avantageuse le moyeu et le corps sont centrés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un verrouillage d'axe de fourchette. Les pièces constituées par le moyeu et le corps sont rivetées au dispositif de verrouillage et sont ainsi positionnées. Le moyeu n'est pas nécessairement réalisé sous la forme d'un manchon cylindrique de section circulaire; bien plus son logement est adapté à la forme de l'axe de fourchette alors que sa forme extérieure est pratiquement quelconque. Le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette est composé en général d'un boîtier logeant une bille d'encliquetage, mobile au moins dans la direction axiale; cette bille est maintenue en précontrainte par la force d'un ressort. Le boîtier permet la fixation du moyeu et du corps. Le boîtier du dispositif de verrouillage est formé d'un fond en regard de la bille d'enclipsage et de paroi. La bille du dispositif de verrouillage coopère avec un bossage d'enclipsage de l'axe de fourchette; les cavités d'enclipsage du bossage définissent la position neutre ou la position des vitesses. Dans des dispositifs de commutation selon l'état de la technique, le dispositif de verrouillage est séparé de la fourchette de baladeur. Le dispositif selon l'invention rend l'unité de commutation globalement plus compacte, diminuant également l'encombrement nécessaire et permettant une disposition plus souple dans la boîte de vi- tesses; par ailleurs le boîtier jusqu'alors sans fonction sert à relier le moyeu et la fourchette de baladeur. De manière particulièrement avantageuse, le moyeu est un organe de guidage cylindrique muni d'une bague de fixation. La bague de fixation convient de manière remarquable pour relier le corps au moyeu en ce que pour le montage, les nervures du corps dans la zone de l'élément de base se glissent au moins en partie par-dessus la bague de fixation pour réaliser ensuite une liaison par la forme par exemple par une soudure par point. La fabrication des pièces est particulière-ment simple et on évite les cordons de soudure supplémentaires. Le dispositif de verrouillage est prévu dans le plan de la bague de fixation et des extrémités de la fourchette si bien qu'il est orienté en s'écartant radialement du moyeu en direction des extrémités de la fourchette et présente la même distance par rapport aux deux extrémités de la fourchette. Suivant une autre caractéristique avantageuse le verrouillage d'axe de fourchette comporte un boîtier auquel sont fixés le moyeu, la bague de fixation et le corps. La liaison est avantageusement réalisée sous la forme d'un ajustage serré. En résumé, l'invention permet une construction compacte de l'installation de commutation; elle réduit le poids et économise des assemblages compliqués grâce à son centrage des pièces. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre en vue en perspective un exemple de réalisation d'une fourchette de baladeur selon l'invention; -la figure 2 est une vue de la fourchette de baladeur de la figure 1; - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2 de la fourchette de baladeur selon l'invention; - la figure 4 est une coupe longitudinale de la fourchette de baladeur de la figure 1 par le plan du dispositif de verrouillage d'axe de fourchette; - la figure 5 est une vue à échelle agrandie du dispositif de verrouillage et de sa position de montage selon la figure 3; - la figure 6 est une vue à échelle agrandie du dispositif de verrouillage et de sa position de montage selon la figure 4. Description détaillée de modes de réalisation Selon la figure 1, le mode de réalisation d'une fourchette de baladeur 1 comporte un corps 5 relié par une bague de fixation 6 à un moyeu 3. Le moyeu 3 comporte un logement 4 par lequel il est guidé sur un axe de fourchette non détaillé ici. En outre, le moyeu 3 porte un bras de commutation 2 muni d'un bec de commutation 13 recevant un doigt de commutation ou organe de commutation analogue pour déplacer la fourchette de baladeur. Le corps 5 comporte un élément de base 24 par lequel le corps 5 est relié à la bague de fixation 6; l'élément de base 24 se pour- suit par deux extrémités 12, 13 en forme de fourchette munies de pa-tins 7. Les patins 7 pénètrent dans une gorge périphérique 25 d'un manchon de baladeur 8; le coulissement de la fourchette de baladeur 1 entraîne le manchon de baladeur 8. Pour recevoir les efforts engendrés en toute sécurité, la fourchette de baladeur 1, fabriquée par usinage sans enlèvement de copeaux, par transformation en tôle comporte des nervures 9, 10. La gorge périphérique 25 n'est pas nécessairement fermée. Des gorges qui ne se trouvent qu'au niveau des extrémités 12, 13 de la fourchette et du dispositif de verrouillage 15 assurent la même fonction. Selon la figure 2, le coulissement de la fourchette de baladeur se fait le long de l'axe géométrique 11 de l'axe de fourchette. Dans le cas des fourchettes selon l'état de la technique, la transmission des efforts vers le manchon de fourchette 8 se fait uniquement par l'intermédiaire des patins 7. La figure 3 montre que selon l'invention, la fourchette de baladeur 1 s'appuie en outre par l'intermédiaire d'un dispositif de verrouillage d'axe 15 sur le manchon de baladeur 8. Le dispositif de verrouillage 15 est intégré dans l'ensemble fourchette de baladeur - manchon de baladeur de façon à gagner de la place. Le dispositif de ver- rouillage est perpendiculaire à l'axe sur lequel se déplace le manchon de baladeur 8 et il est aussi perpendiculaire à l'axe géométrique 11 de l'axe de fourchette. Le dispositif de verrouillage 15 comporte un boîtier 16 avec un fond de boîtier 17 et les parois de boîtier 18, 19. Le boîtier 16 guide une bille d'encliquetage 21 précontrainte par un ressort 20 dans le dispositif de verrouillage 15. Lorsque la fourchette de baladeur 1 est déplacée à l'aide du doigt de commutation non représenté, le boîtier 16 du dispositif de verrouillage 15 constitue également un élément d'appui par lequel la fourchette de baladeur 1 peut s'appuyer contre le manchon coulissant 8. La fourchette de baladeur 1 bascule ainsi moins et les contraintes dans le corps 5 sont de ce fait plus réduites; cela per- met d'utiliser une tôle plus mince pour sa fabrication. Cela se traduit à son tour par une économie de matière et de poids. Selon un développement avantageux de l'invention, le boîtier 15 et en particulier son fond 17 est entouré d'une couche de glissement 27 ou d'un patin 28; de préférence on a une couche de glissement 27 dans la même matière que celle des patins 7. Pour cela le boîtier 16 du dispositif de verrouillage 15 est par exemple enrobé de laiton pulvérisé. Une autre possibilité consiste à munir le fond 17 du boîtier également d'un patin 28 de forme complémentaire. Ce patin 28 io qui entoure le dispositif de verrouillage 15 s'étend dans la direction radiale par-dessus le corps 5. Selon l'invention, le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette 15 assure une autre fonction comme cela apparaît aux figures 4 et 6. En particulier si le moyeu 3, la bague de fixation 6 et/ou le corps 5 sont des pièces distinctes, il faut les relier. Selon l'invention, le dispositif de verrouillage 15 assure cette fonction en ce qu'il assure le centrage de ces pièces. D'une manière particulièrement avantageuse, le moyeu 3, la bague de fixation 6 et le corps 5 sont rivetés par le dispositif de verrouillage 15. Les différentes liaisons 26, sont des ajustages ser- rés 22. On supprime ainsi également le soudage de ces pièces entre elles. Un autre développement avantageux de la fourchette de baladeur 1 selon l'invention est constitué par le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette 15 pénétrant par son boîtier 16 dans une gorge périphérique 25 d'un manchon de baladeur 8; entre le manchon de baladeur 8 et le boîtier 16 il subsiste un intervalle 23. Dans une telle disposition du dispositif de verrouillage 15, dans des conditions nor-males, la fourchette de baladeur 1 s'appuie par les patins 7 contre le manchon de baladeur 8. Si toutefois les efforts deviennent particulière- ment importants par exemple en cas de mauvaise utilisation ou d'une différence particulièrement élevée entre les vitesses de rotation, la fourchette de baladeur 1 fabriquée en tôle fléchit. Si ce fléchissement dé-passe une tolérance pré-définie qui correspond à la largeur de l'intervalle 23, la fourchette de commutation 1 peut dans ce cas s'appuyer en plus par l'intermédiaire du boîtier 16 du dispositif de verrouillage 15. Dans ce cas il est également possible de ne pas utiliser de paroi extérieure entourant le boîtier 16 et ainsi d'éviter le coût lié à la réalisation de la couche de glissement 27 car cette situation de surcharge correspond à une situation exceptionnelle. i0 NOMENCLATURE 1 Fourchette de baladeur 2 Bras 3 Moyeu 4 Logement Corps 6 Bague de fixation 7 Patin 8 Manchon de baladeur 9 Nervure Nervure 11 Axe géométrique de l'axe de fourchette 12 Extrémité de fourchette 13 Extrémité de fourchette 14 Bec de commutation Dispositif de verrouillage d'axe de fourchette 16 Boîtier 17 Fond de boîtier 18 Paroi de boîtier 19 Paroi de boîtier Ressort 21 Bille d'encliquetage 22 Ajustage serré 23 Intervalle 24 Elément de base Gorge périphérique 26 Liaison 27 Couche de glissement 28 Patin de verrouillage 29 Installation de commutation Jeu 31 Axe de fourchette 32 Extrémité opposée à celle de l'axe de fourchette REVENDICATIONS 11 Installation de commutation (29) de boîte de vitesses à pignons comportant un manchon de baladeur (8) muni d'une gorge périphérique (25) et une fourchette de baladeur (1), ayant un corps (5) en forme de fourchette, avec des extrémités de fourchette (12, 13) et un moyeu (3), le moyeu (3) comportant un logement (4) par lequel la fourchette de baladeur (1) est guidée sur l'axe de fourchette (31), et comporte un verrouillage d'axe de fourchette (15) permettant de verrouiller le moyeu (3) portant la fourchette (1) dans différentes positions de commutation sur l'axe de fourchette (31), caractérisée en ce que le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette (15) comporte au moins un boîtier (16) ayant un fond (17) et des parois (18, 19) et à l'état monté, il pénètre par son extrémité (32) non tournée vers l'axe de fourchette (31) dans la gorge périphérique (25) du manchon de baladeur (8). 2 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 1, caractérisée par un patin de verrouillage (28) entourant l'extrémité (32) du dispositif de verrouillage d'axe de fourchette (15), à l'opposé de l'axe de fourchette (31). 3 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' au moins le fond de boîtier (17) et une partie des parois de boîtier (18, 19) du dispositif de verrouillage d'axe de fourchette (15) non tournés vers l'installation de couplage (3), comportent un revêtement de glisse-ment (27). 4 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le revêtement de glissement (27) est appliqué par un procédé de projection. 5 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités de fourchette (12, 13) comportent des patins (7) et à l'état installé et non sollicité, le dispositif de verrouillage d'axe de fourchette (15) est écarté par rapport à la gorge périphérique (25), d'un intervalle (23) supérieur au jeu (30) fixé par la distance entre le patin (7) des extrémités de fourchette (12, 13) et le manchon de baladeur (8). 6 ) Installation de commutation (29) de boîte de vitesses à pignons comportant un manchon de baladeur (8) muni d'une gorge périphérique (25) et d'une fourchette de baladeur (1) ayant un corps (5) en forme de fourchette avec des extrémités (12, 13) et un moyeu (3), le moyeu (3) ayant un logement (4) par lequel la fourchette de baladeur (1) est guidée sur un axe de fourchette (31), et un dispositif de verrouillage d'axe de fourchette (15) est prévu dans le moyeu (3) qui permet de verrouiller le moyeu (3) portant la fourchette (1) dans différentes positions de commutation sur l'axe de fourchette (31), caractérisée en ce que le moyeu (3) et le corps (5) sont centrés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un verrouillage d'axe de fourchette (15). 7 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyeu (3) constitue un moyen de guidage muni d'une bague de fixation (6). 8 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 7, caractérisée en ce que le verrouillage d'axe de fourchette (15) comporte un boîtier (16) auquel sont fixés le moyeu (3), la bague de fixation (6) et le corps (5). 9 ) Installation de commutation (29) selon la revendication 7, caractérisée en ce que les liaisons (26) du verrouillage d'axe de fourchette (15) par rapport au moyeu (3), par rapport à la bague de fixation (6) et par rapport au corps 35 (5) sont réalisées sous la forme d'un ajustement serré (22). 10 ) Installation de commutation (29) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le corps (5) est fabriqué par transformation à froid sans usinage par 5 enlèvement de copeaux. Io