Brevet FR2940381A1 — publié le 20100625

La présente invention concerne une bague de synchronisation pour une boîte de vitesses, en particulier d'un véhicule automobile. Par le document US 4 267 912, on connaît une bague de synchronisation pour une boîte de vitesses, laquelle comporte un corps annulaire, ledit corps annulaire étant muni d'une garniture de friction sur une face intérieure radiale. Dans la bague de synchronisation connue, la garniture de friction est un matériau à base de fibres, qui est collé sur le corps annulaire ou incorporé dans ce dernier. La garniture de friction peut comporter à plusieurs emplacements dans la direction circonférentielle des interruptions en forme de gorges, qui font fonction de drainage permettant l'évacuation de l'huile en cours de service de la bague de synchronisation. Lesdites interruptions sont orientées dans la direction axiale, de telle sorte que les extrémités de la garniture de friction, adjacentes à celles-ci, possèdent chacune un bord d'extrémité orienté parallèlement à la direction axiale. En outre, il est possible théoriquement de réaliser la garniture de friction en forme de bande et de la fixer sur le corps annulaire au moyen, par exemple, de plusieurs points de soudure distants les uns des autres dans la direction circonférentielle. Pour permettre ou simplifier la mise en place de la garniture de friction en forme de bande dans le corps annulaire, la périphérie extérieure de la garniture de friction est dimensionnée légèrement plus petite que la périphérie intérieure du corps annulaire, de telle sorte que les deux extrémités longitudinales de la garniture de friction en forme de bande formant une courbe annulaire sont disposées à distance l'une de l'autre dans la direction circonférentielle. Avec un mode de construction de ce type, il peut se poser le problème, selon lequel la garniture de friction risque de se désolidariser du corps annulaire à partir de ses extrémités. Cela est dû à une sollicitation en flexion élevée des points de soudure. Une garniture de friction risquant de se désolidariser doit cependant être évitée. 2 Le problème sur lequel se fonde la présente invention est de proposer, pour une bague de synchronisation du type mentionné en introduction, un mode de réalisation perfectionné, qui se caractérise par le fait qu'il possède une plus grande sécurité de fonctionnement. Selon l'invention, la bague de synchronisation comporte un corps annulaire, qui comporte, sur sa face intérieure radiale, une garniture de friction en forme de bande, les deux extrémités de la garniture de friction étant situées à distance l'une de l'autre dans la direction circonférentielle. La garniture de friction est fixée sur le corps annulaire par plusieurs points de soudure distants les uns des autres dans la direction circonférentielle, les deux extrémités comportant chacune un bord d'extrémité incliné par rapport à une direction axiale, de telle sorte que chaque zone d'extrémité comporte une pointe en saillie dans la direction circonférentielle. L'invention se fonde sur l'idée générale, selon laquelle les deux extrémités de la garniture de friction sont réalisées sur leur bord de telle sorte qu'il se forme dans chaque zone terminale une pointe en saillie dans la direction circonférentielle. Cela est obtenu en particulier par le fait que les bords d'extrémité suivent un tracé incliné par rapport à la direction axiale. Du fait que les bords d'extrémité sont inclinés par rapport à la direction axiale, les forces sont introduites dans les extrémités respectives de la garniture de friction non pas en un seul emplacement périphérique, mais sur toute une zone périphérique qui s'étend dans la direction circonférentielle. Les forces ne sont donc pas introduites par à-coups, mais se développent, en particulier linéairement, le long d'un tronçon prédéterminé. Il est ainsi possible de réduire la sollicitation en flexion dans chacune des zones terminales de la garniture de friction. Par conséquent, il se produit également une diminution de la sollicitation en flexion des points de soudure dans le 3 voisinage des extrémités. Il en résulte une meilleure résistance à la fatigue pour la bague de synchronisation. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la garniture de friction, au niveau de chacune des pointes, peut être fixée sur le corps annulaire par respectivement au moins un point de soudure. De cette manière, il est fait en sorte que ledit premier point de soudure se situe dans une zone dans laquelle les forces ne se sont pas encore développées totalement en cours de service de la bague de synchronisation. D'une part, le point de soudure est à peine sollicité par les forces de flexion qui sont encore relativement faibles, de telle sorte qu'il peut absorber sans problème ces forces de flexion. D'autre part, ce premier point de soudure empêche que d'autres forces de flexion significatives se développent dans la garniture de friction jusque vers le prochain point de soudure consécutif. D'une certaine manière, grâce au premier point de soudure situé dans la pointe, les points de soudure consécutifs sont largement découplés ou délestés des forces de flexion développées dans l'extrémité de la garniture de friction. En option, il peut être prévu de disposer les extrémités de la garniture de friction dans un évidement, ménagé sur la face intérieure du corps annulaire. De ce fait, en cours de service de la bague de synchronisation, les extrémités ne sont pas mises en contact direct avec un autre composant annulaire d'un dispositif de synchronisation équipé de la bague de synchronisation. Par conséquent, les points de soudure dans la zone d'extrémité ne sont plus soumis qu'à une flexion réduite, ce qui améliore de manière significative la résistance à la fatigue de l'assemblage entre la garniture de friction et le corps annulaire. Selon un autre mode de réalisation, la garniture de friction, dans la zone de ses extrémités, peut être fixée sur le corps annulaire respectivement par au moins un point de soudure positionné dans l'évidement. Ledit premier point de soudure dans la zone de chacune des extrémités absorbe la majeure partie des forces de flexion 4 introduites par l'intermédiaire de l'extrémité et, compte tenu de son positionnement dans l'évidement, il est lui-même exposé seulement à des forces de cisaillement réduites. Les points de soudure situés en dehors de l'évidement sont alors exposés presque exclusivement à des forces de cisaillement. Mais cela n'est pas critique, car les points de soudure possèdent précisément dans la direction de cisaillement leur plus grande capacité de charge. Il est bien entendu que les caractéristiques de l'invention susmentionnées et celles qui seront encore expliquées ultérieurement peuvent être appliquées non seulement dans les combinaisons indiquées, mais aussi dans d'autres combinaisons ou isolément, sans pour autant sortir de la portée de l'invention. Des exemples de réalisation préférés de l'invention sont expliqués de manière plus détaillée dans la description ci-après et sont représentés sur les dessins, sur lesquels les mêmes repères désignent des éléments identiques ou similaires ou à fonction identique. Les dessins sont des représentations schématiques, parmi lesquelles : la figure 1 est une vue axiale très simplifiée d'une bague de 20 synchronisation ; la figure 2 est une vue radiale de l'intérieur d'une garniture de friction de la bague de synchronisation dans la zone des deux extrémités de la garniture de friction. Selon la figure 1, une bague de synchronisation 1, qui est utilisée 25 de préférence dans un dispositif de synchronisation d'une boîte de vitesses, de préférence d'un véhicule automobile, comporte un corps annulaire 2 et une garniture de friction 3, qui est agencée sur une face intérieure 4 radiale du corps annulaire 2. La direction radiale se réfère ici à une direction axiale 5, qui est perpendiculaire au plan du dessin 30 sur la figure 1. La garniture de friction 3 est réalisée en forme de bande. Ladite garniture de friction 3 est donc en particulier un élément, qui est réalisé séparément du corps annulaire 2 et qui est incorporé dans le corps annulaire 2. Le dimensionnement de la garniture de friction 3 est donc choisi de telle sorte que, dans la position montée, il se forme dans 5 la direction circonférentielle 6, symbolisée par une double flèche, un interstice 7 ou un écartement 7 entre deux extrémités 8 de la garniture de friction 3. La périphérie intérieure du corps annulaire 2 est donc légèrement plus grande que la périphérie extérieure de la garniture de friction 3. Sur la figure 2 est représentée une zone de la garniture de friction 3, sur laquelle sont visibles deux zones terminales 9, qui sont adjacentes à l'interstice 7 et qui sont réalisées chacune au niveau d'une des extrémités 8. Selon les figures 1 et 2, la garniture de friction 3 est fixée sur le corps annulaire 2 au moyen de plusieurs points de soudure 10 distants les uns des autres dans la direction circonférentielle 6. Le nombre et le positionnement des points de soudure 10 représentés sur la figure 1 sont uniquement donnés à titre d'exemple. Il est notamment possible de prévoir aussi davantage de points de soudure 10. Dans ce cas, conformément à la figure 2, il est également possible de prévoir un agencement des points de soudure 10, selon lequel différents points de soudure 10 peuvent aussi être situés à distance les uns des autres dans la direction axiale 5. Il est prévu par exemple deux lignes, orientées dans la direction circonférentielle 6, de points de soudure 10 distants les uns des autres dans la direction circonférentielle 6, lesdites deux lignes étant situées à distance l'une de l'autre dans la direction axiale 5. Le nombre et le positionnement des points de soudure 10 représentés sur la figure 2 sont uniquement donnés à titre d'exemple. Il est aussi possible a priori de prévoir davantage de points de soudure 10. 6 Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, les extrémités 8 de la garniture de friction 3 sont adjacentes par leurs bords d'extrémité 12 aux deux côtés de l'interstice 7 dans la direction circonférentielle 6. Les bords d'extrémité 12 sont orientés en étant inclinés par rapport à la direction axiale 5. Compte tenu de l'inclinaison des bords d'extrémité 12, chaque zone terminale 9 possède une pointe 13 qui est en saillie dans la direction circonférentielle 6 à l'intérieur de chacune des zones terminales 9. Compte tenu du tracé incliné ou oblique de chaque bord d'extrémité 12, les forces introduites, en cours de service de la bague de synchronisation 1, dans la garniture de friction 3 sont réparties dans la direction circonférentielle 6. Il en résulte une diminution de la sollicitation des points de soudure 10. Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 est particulièrement avantageux, la garniture de friction 3, au niveau de chacune des pointes 13, est fixée sur le corps annulaire 2 respectivement par au moins un point de soudure 10'. Ledit premier point de soudure 10', par rapport au bord d'extrémité 12 respectif, est seulement exposé à des forces de flexion réduites et empêche ou gêne en outre l'introduction d'autres forces de flexion dans les points de soudure 10 consécutifs. Cela permet d'accroître nettement la résistance à la fatigue de l'assemblage entre la garniture de friction 3 et le corps annulaire 2. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la figure 2, les deux bords d'extrémité 12 sont parallèles entre eux. Dans l'exemple de la figure 2, les deux pointes 13 se terminent chacune en pointe effilée. Toutefois, un mode de réalisation préféré est celui dans lequel chacune des pointes 13 est arrondie. Il est alors possible de disposer dans cet arrondi le point de soudure 10' respectif, de préférence en le centrant par rapport à un rayon de l'arrondi respectif. Conformément à la figure 1, le corps annulaire 2 peut comporter facultativement sur sa face intérieure 4 un évidement 11 qui est ouvert 7 radialement vers l'intérieur. Ledit évidement 11 possède, par exemple, une forme concave radialement vers l'intérieur. Il est dimensionné de telle sorte que les deux extrémités 8 de la garniture de friction 3 peuvent y être positionnées. De préférence, l'évidement 11 est radialement plus grand qu'une épaisseur de la garniture de friction 3. Il apparaît sur la figure 1 que les deux extrémités 8 sont coudées vers l'extérieur en s'écartant de la forme circulaire par rapport au reste de la garniture de friction 3. De cette manière, il se forme une distance radiale entre les extrémités 8 et un corps annulaire intérieur, non représenté ici, du dispositif de synchronisation respectif, équipé de la bague de synchronisation 1 et coopérant avec la garniture de friction 3 pour la transmission du couple de rotation. De ce fait, les forces sont introduites dans la direction circonférentielle 6 à distance des extrémités 8. Ces dernières sont délestées, de ce fait, des forces de flexion. Comme il est visible, la garniture de friction 3, dans les deux zones d'extrémité 9, est fixée sur le corps annulaire 2 respectivement par au moins un point de soudure 10', qui est situé dans l'évidement 11. Lesdits points de soudure 10' sont positionnés dans l'évidement 11 et immobilisent de ce fait les extrémités 8 à l'intérieur de l'évidement 11. Dans la mesure où la sollicitation en flexion au niveau des deux extrémités 8 est diminuée, celle-ci peut être absorbée sans problème par lesdits premiers points de soudure 10' à partir des extrémités 8 ou des bords d'extrémité 12. Les points de soudure 10 consécutifs sont alors en grande partie délestés des sollicitations en flexion, ce qui augmente la résistance à la fatigue de l'assemblage entre la garniture de friction 3 et le corps annulaire 2. De manière judicieuse, l'évidement 11 est dimensionné dans la direction radiale de telle sorte que le corps annulaire 2 n'est pas interrompu par ledit évidement. Le corps annulaire 2 conserve donc sa forme fermée dans la direction circonférentielle 6 et, ainsi, sa stabilité. 8 De préférence, l'évidement 11 est dimensionné de telle sorte que les pointes 13 peuvent être disposées complètement à l'intérieur de l'évidement 11. REVENDICATIONS1. Bague de synchronisation pour une boîte de vitesses, en particulier d'un véhicule automobile, - avec un corps annulaire (2), qui comporte, sur sa face intérieure (4) radiale, une garniture de friction (3) en forme de bande, - les deux extrémités (8) de la garniture de friction (3) étant situées à distance l'une de l'autre dans la direction circonférentielle (6), - la garniture de friction (3) étant fixée sur le corps annulaire (2) 10 par plusieurs points de soudure (10) distants les uns des autres dans la direction circonférentielle (6), - les deux extrémités (8) comportant chacune un bord d'extrémité (12) incliné par rapport à une direction axiale (5), de telle sorte que chaque zone d'extrémité (9) comporte une pointe (13) en saillie dans la 15 direction circonférentielle (6). 2. Bague de synchronisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la garniture de friction (3), au niveau de la pointe (13) concernée, est fixée sur le corps annulaire (2) par respectivement au moins un point de soudure (10'). 20 3. Bague de synchronisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux bords d'extrémité (12) sont parallèles entre eux. 4. Bague de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pointe (13) respective est 25 arrondie. 5. Bague de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée - en ce que le corps annulaire (2), sur sa face intérieure (4) comporte un évidement (11) ouvert radialement vers l'intérieur, io - en ce que les extrémités (8) de la garniture de friction (3) sont disposées dans l'évidement (11). 6. Bague de synchronisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la garniture de friction (3), dans la zone de ses extrémités (8), est fixée sur le corps annulaire (2) respectivement par au moins un point de soudure (10') positionné dans l'évidement (Il).