Brevet FR2929360A1 — publié le 20091002

- 1- DISPOSITIF DE COUPLAGE PAR CONE DE FRICTION POUR BOITE DE VITESSES La présente invention se rapporte aux synchroni- Beurs pour boîte de vitesses mécanique ou robotisée. Plus précisément, elle concerne un dispositif de couplage entre un arbre de boîte de vitesses et un pi-gnon fou porté par celui-ci comportant un moyeu composé d'une couronne centrale fixée sur l'arbre et d'excroissances axiales à la périphérie de celle-ci, des moyens de couplage comprenant au moins un anneau supérieur solidaire du moyeu et un cône solidaire du pignon propres à transformer le couple reçu du moyeu en poussée axiale sur les moyens de couplage de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple entre le moyeu et le pignon, et des moyens de rappel de l'anneau vers sa position de repos. Par la publication FR 2 900 997 (WO 2007/128929), on connaît un synchroniseur de type particulier, dit à �cônes de frottement autobloquants�, où le baladeur ne présente pas de denture de crabotage, mais où les anneaux de couplage transforment le mouvement de rotation reçu du moyeu en poussée axiale contre un pignon, de façon à transmettre eux-mêmes le couple moteur entre le moyeu et le pignon, en exerçant sur celui-ci une pression constante. Toutefois, ce type de dispositif de couplage dé- veloppe (comme les synchroniseurs), pendant la phase de glissement dite de synchronisation, un couple instable de type oscillant. Le couple varie selon un motif qui se répète tous les tours. Les causes de ce phénomène sont multiples : défauts géométriques de surfaces coni- ques, défaut de coaxialité des anneaux coniques, mise en biais. Lorsque cette oscillation de couple est générée par un synchroniseur délivrant un faible couple et avec une chaîne cinématique ouverte (embrayage ouvert), c'est sans effet sur la prestation de passage de vites- ses (aucun désagrément, aucune perception de l'habitacle du véhicule). En revanche, lorsque cette oscillation de couple est générée par un dispositif de couplage puissant du type coupleur conique auto-assisté délivrant un couple élevé dans une chaîne cinématique fermé (embrayage principal fermé) lors d'un changement de rapport sous couple, la perturbation dans la chaîne cinématique est telle, qu'un bourdonnement fugace est perçu dans l'habitacle. Tous les synchroniseurs multi cônes, ainsi que le dispositif de couplage présenté dans la publication ci-té ci-dessus, ont en commun une faiblesse dans le guidage des composants. D'une manière classique, le cône inférieur est porté par le pignon fou ou est guidé de manière approximative (dit flottant). A partir de cet appui central, les autres anneaux se centrent les uns sur les autres, par les surfaces coniques. Les uns sont entraînés par le pignon, les autres par le moyeu. Ces derniers reçoivent par ces liens, des sollicitations qui perturbent la qualité du contact des surfaces coni- ques. De plus, au cours de la synchronisation, le couple développé par le coupleur conique est transmis au pignon fou et à sa denture, qui crée un couple de basculement selon un mouvement tournant. Le pignon par son mouvement d'oscillation par rapport au moyeu (inclinai- son relative cyclique des axes de rotation), perturbe le frottement des anneaux, et est susceptible de provoquer des oscillations de couple. La présente invention vise à réduire le niveau d'oscillation de couple du coupleur conique pendant la phase de synchronisation. Dans ce but, elle propose que les moyens de cou- plage soient entièrement centrés sur le moyeu. Ainsi, le cône précédemment porté et centré sur le pignon et solidaire de ce dernier, est centré sur le moyeu, et entraîné en rotation par le pignon. Le cône est retenu axialement sur le moyeu par une butée rapportée, elle-même retenue par un anneau d'arrêt. Les efforts axiaux générés par l'auto-assistance sont repris par cette butée. La boucle des efforts d'auto-assistance, n'intègre plus le pignon fou, soulage ce dernier, et se réalise sur le moyeu seul. Le cône étant indépendant du pignon, les mouvements s'oscillation de ce dernier ne perturbent plus le cône. Par ailleurs, puisque l'ensemble des composants du coupleur conique est monté sur le moyeu, il est pos- Bible d'ajouter un réglage de la course d'ouverture du dispositif, par l'insertion d'une cale de réglage entre l'anneau d'arrêt et la butée du cône. Enfin, dans le but de faciliter le réglage de la course d'ouverture et le montage dans la boîte de 25 vitesses, le coupleur conique dispose de son propre moyeu précédemment partagé entre coupleurs. D'autres caractéristiques et avantages de la pré-sente invention ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non 30 limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une boîte de vitesses équipée de coupleurs coniques en position repos, - la figure 2 est une vue en coupe d'un coupleur complet, avec flasque d'entraînement séparé, et - la figure 3 est une vue en coupe d'un coupleur en éclaté complet, avec flasque d'entraînement séparé. Sur la figure 1, on a représenté, à l'intérieur d'un carter de boîte de vitesses 1, un dispositif de couplage double 2, composé de deux coupleurs coniques 2a, entre un arbre de boîte de vitesses 3, et deux pi-gnons fous 4 portés par l'arbre 3. Ce dispositif permet donc de coupler en rotation l'arbre 3 et l'un ou l'autre des deux pignons fous 4 portés par celui-ci. Il comporte un moyeu 6, composé d'une couronne centrale 6a fixée sur l'arbre et d'excroissances axiales 6b à la périphérie de celle-ci. Les moyens de couplage propre-ment dits comprennent plusieurs anneaux 9, 11, 12, dont un anneau supérieur 12 solidaire du moyeu 6 et un cône 8 solidaire en rotation du pignon 4. Ces moyens sont propres à transformer le couple reçu du moyeu 6 en poussée axiale sur les anneaux, de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple entre le moyeu et le pignon. Le dispositif comporte également des moyens de rappel 13, de l'anneau 12 vers sa position de repos. Le dispositif 2 repose sur un moyeu 6, fixé sur l'arbre 3. Chaque partie du dispositif de couplage 2, est constituée des mêmes moyens de couplage coniques. Sur la figure 1, le dispositif 2, est représenté au re- pos, c'est à dire que les moyens de couplage ne sont pas sollicités, et que les pignons fous 4, ne sont pas couplés à l'arbre 3. Les moyens de couplage sont agencés entre la couronne centrale 6b du moyeu, et un flasque 14, solidaire du pignon 4. Ces moyens, qui sont isolés sur la figure 2, et éclatés sur la figure 3, sont constitués princi- palement d'un cône 8, d'un anneau inférieur 9, d'un anneau intermédiaire 11 et d'un anneau supérieur 12. Comme indiqué sur les schémas, l'anneau intermédiaire 11 et l'anneau inférieur 9, sont revêtus de revêtements de friction 20 appropriés, sans que cette disposition soit limitative quant à la répartition, de tels revêtements sur les moyens de couplage. Le cône 8 et l'anneau intermédiaire 11, sont liés en rotation avec le flasque 14, donc avec le pignon 4, tandis que l'anneau inférieur 9 et l'anneau supérieur 12, sont liés en rotation avec le moyeu 6. Le cône 8 est retenu axialement sur le moyeu 6 par une butée 16, celle-ci étant retenue par un anneau d'arrêt 17 monté dans une gorge 6c du moyeu 6. Le cône 8 est ainsi entraîné en rotation par le pignon 4, et centré sur le moyeu 7. Les moyens de rappel 13 sont constitués par un ressort d'ouverture prenant appui (par l'intermédiaire d'une rondelle 10 sur l'anneau supérieur 12 et sur la butée 16. Enfin, les schémas montrent une cale de réglage d'ouverture 18, disposée entre la butée 16 et l'anneau d'arrêt 17. L'emplacement de la cale 18 détermine la course d'ouverture du ressort 13, donc celle du dispositif 2. En conclusion, l'invention propose un dispositif de couplage, du type coupleur conique auto-assisté, propre à solidariser sans crabotage un ou deux pignons fous sur leur arbre : - dont le cône est centré sur le moyeu et retenu axialement sur le moyeu par un dispositif comprenant une butée et un anneau d'arrêt, et - dont la course d'ouverture (course anneau supé-5 rieur) est réglée par une cale mesurée intercalée entre la butée du cône et son anneau d'arrêt. Ce coupleur comporte un moyeu dédié (non partagé avec un coupleur monté en vis-à-vis), qui permet le préassemblage et le réglage d'un � triple cône � com-10 prenant les éléments suivants : ^ un anneau supérieur, ^ un anneau intermédiaire, ^ un anneau inférieur, ^ un cône, 15 ^ une butée axiale du cône avec une rondelle de réglage et un anneau d'arrêt, et ^ un ressort d'ouverture, intercalé entre la butée du cône et l'anneau supérieur. REVENDICATIONS1. Dispositif de couplage (2) entre un arbre de boîte de vitesses et un pignon fou (4) porté par celui- ci comportant un moyeu (6) composé d'une couronne centrale (6a) fixée sur l'arbre (3) et d'excroissances axiales (6b) à la périphérie de celle-ci, des moyens de couplage (8, 9 11, 12) comprenant au moins un anneau supérieur (12) solidaire du moyeu (6) et un cône soli- daire en rotation (8) du pignon (4) propres à transformer le couple reçu du moyeu (6) en poussée axiale sur les moyens de couplage de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple entre le moyeu et le pi-gnon, et des moyens de rappel (13) de l'anneau (12) vers sa position de repos, caractérisé en ce que le cône (8) est centré sur le moyeu (6) tout en étant en-traîné en rotation par le pignon (4). 2. Dispositif de couplage (2) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le cône (8) est retenu axialement sur le moyeu (6) par une butée (16). 3. Dispositif de couplage (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la butée (16) est retenue par un anneau d'arrêt (17). 4. Dispositif de couplage (2) selon la revendica- tion 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de rappel (13) sont constitués par un ressort d'ouverture prenant appui sur l'anneau supérieur (12) et sur la butée (16). 5. Dispositif de couplage (2) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que sa course d'ouverture est déterminée par une cale de réglage (18) disposée entre la butée (16) et l'anneau d'arrêt (17). 6. Dispositif de couplage (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'ilprésente, entre l'anneau supérieur (12) et le cône (8), un anneau intermédiaire (11) entraîné par le pignon (4), et un anneau inférieur (9) entraîné par le moyeu (6). 7. Dispositif de couplage (2) selon la revendication 6, caractérisé en ce que de que le cône et l'anneau intermédiaire sont entraînés par un flasque solidaire du pignon. 8. Dispositif de couplage (2) selon l'une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux coupleurs coniques (2a) aptes chacun à solidariser un pignon fou (4) sur l'arbre (3).