Brevet FR2967225A1 — publié le 20120511

ROUE DENTEE ALLEGEE, UTILISES NOTAMMENT DANS UNE BOÎTE DE VITESSES DE VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention concerne une roue dentée 5 allégée, utilisée notamment mais non exclusivement dans une boîte de vitesses de véhicule automobile. On a cherché à réduire le poids des roues dentées ou pignons des boîtes de vitesses des véhicules automobiles. Ainsi, à titre d'exemple, on connaît les roues dentées 10 à âme à voile sinusoïdal, ou les pignons à âme ajourée. On connaît, à titre d'exemple également, le pignon allégé décrit dans le document JP 11315909 A, qui comporte une âme conformée en plaque plane reliant, de manière intégrée ou « monobloc », le moyeu à la couronne dentée périphérique du 15 pignon. Cette âme est de très faible épaisseur en comparaison de l'épaisseur de l'âme d'un pignon classique. Des nervures sont prévues, qui font saillie radialement des deux surfaces de l'âme du pignon. Ces nervures s'étendent selon une direction perpendiculaire à l'âme du pignon, plus 20 particulièrement selon la direction axiale d'un arbre rotatif associé au pignon. La structure de ce pignon allégé permet d'améliorer la résistance à la flexion de l'âme du pignon selon ladite direction de l'arbre rotatif. De plus, la fréquence naturelle du pignon est augmentée. 25 Le but de la présente invention est de fournir une roue dentée allégée, utilisée notamment mais non exclusivement dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, dans laquelle la solution d'allégement réalise un excellent compromis entre, d'une part, le gain obtenu sur 30 la masse de la roue dentée et, d'autre part, la diminution de la raideur de la roue entraînée par la réduction de masse. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle roue dentée allégée, qui permette une amélioration 35 des phénomènes acoustiques de la boîte de vitesses, ou plus généralement de l'ensemble mécanique, incorporant ladite roue dentée. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir une telle roue dentée allégée, qui soit, de conception et de réalisation simples, et qui soit économique, en offrant, d'une part, un gain en matière et en procédé de fabrication de la roue dentée et, d'autre part, en ayant pour résultat un gain en inertie et en rendement du groupe motopropulseur du véhicule. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une roue dentée allégée, utilisée notamment mais non exclusivement dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, de type comportant un moyeu central, une couronne dentée périphérique et une âme sensiblement plane reliant ledit moyeu central à ladite couronne dentée périphérique, et l'âme de cette roue dentée nouvelle comprend au moins six évidements sensiblement identiques, répartis de manière équidistante angulairement, de manière à réduire le poids de la roue dentée sans affecter la résistance de cette dernière aux contraintes mécaniques de son fonctionnement. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, chaque évidement présente une forme qui s'inscrit dans un cercle passant diamétralement par la ligne de pied de denture et la surface externe du moyeu central. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, chaque évidemment présente un contour supérieur, qui suit sensiblement la surface interne de la couronne dentée. Le contour inférieur de chaque évidement peut avantageusement présenter une forme d'arc de cercle de plus grand rayon que le rayon du cercle dans lequel l'évidemment s'inscrit. De plus, le contour supérieur et le contour inférieur sont avantageusement reliés par deux congés latéraux en arc de cercle de petit rayon par rapport au rayon du cercle dans lequel l'évidemment s'inscrit. De manière préférentielle, l'âme de la roue peut comprendre sept évidements sensiblement identiques, répartis de manière équidistante angulairement. De manière préférentielle également, chaque évidement 5 présente une largeur périphérique sensiblement de l'ordre du double de sa hauteur axiale. La présente invention a aussi pour objet une boîte de vitesses de véhicule automobile, qui comporte au moins une roue dentée ou un pignon conforme à la roue dentée allégée 10 décrite ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de 15 dessins dans lesquels : la figure 1 est une vue de face d'une roue dentée allégée selon le principe de la présente invention, la figure 2 est une vue en perspective de la roue dentée de la figure 1, et 20 - la figure 3 représente un évidement de l'âme de la roue dentée des figures 1 et 2. En référence aux dessins des figures 1 et 2, on a représenté un pignon d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. Le pignon, de référence générale 10, comporte, 25 de manière classique, un moyeu central 11, une couronne dentée périphérique 12 et une âme 13 sensiblement plane reliant le moyeu central 11 à la couronne périphérique 12. Le moyeu central 11 est destiné à recevoir un arbre rotatif non représenté d'axe O. 30 L'âme 13 du pignon comprend sept évidements sensiblement identiques, répartis de manière équidistante angulairement, et désignés par la référence collective 15. La distance angulaire « a » entre deux évidements successifs est, par conséquent, de 360° divisés par 7, à savoir de 35 l'ordre de 51,48° d'angle. Comme mieux représenté sur le dessin de la figure 1, chaque évidement 15 présente un contour qui s'inscrit dans un cercle référencé « G » passant diamétralement par le pied de denture de la couronne denrée 12 et la surface externe 11A du moyeu 11. Ce cercle théorique « G » est représenté en traits interrompus sur le dessin de la figure 1. En référence à la figure 3, le contour curviligne de chaque évidement 15 est constitué par un contour supérieur 15A et un contour inférieur 15B. Le contour supérieur 15A suit sensiblement la surface interne 12B de la couronne dentée périphérique 12. Le contour inférieur 15B de chaque évidement 15 présente une forme d'arc de cercle de rayon « R » plus grand que le rayon du cercle théorique « G » dans lequel l'évidemment 15 s'inscrit. Le contour supérieur 15A et le contour inférieur 15B sont reliés par deux congés latéraux 15C en arc de cercle de rayon « r » petit par rapport au rayon du cercle « G » dans lequel l'évidemment s'inscrit. A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, chaque évidement 15 présente une largeur périphérique « L » (figure 3) sensiblement de l'ordre du double de sa hauteur axiale « H ». solution d'allègement décrite ci-dessus permet, la répartition et à la forme des évidements, de contraintes mécaniques roue. d'allégement permet moins possible, les phénomènes acoustiques de la boîte de vitesses dans laquelle 30 la roue est incorporée. Elle améliore le niveau de bruit de grenaille (ou « graillonement » provenant des chocs de dentures), les évidements de l'âme de la roue diminuant l'inertie des pignons fous. Elle améliore aussi le niveau de bruit de sirène (ou « sirènement » lié à la variation de 35 l'effort transmis à l'interface d'engrènement), parce que les évidements génèrent une variation de la raideur une bonne résistance aux par le fonctionnement de la De plus, cette solution d'améliorer, ou de diminuer le La grâce à garantir induites tangentielle de la roue qui vient moduler la variation de la raideur d'engrènement. La roue dentée allégée décrite ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - elle réalise un excellent compromis entre le gain de masse obtenu et la diminution de raideur liée à ce gain de masse, elle permet une amélioration des phénomènes acoustiques de la boîte de vitesses dans laquelle la roue 10 est incorporée, comme exposé précédemment, - elle permet un gain en inertie et en rendement du groupe motopropulseur dans lequel ladite boîte de vitesses à pignon allégé est incorporée, - elle permet, grâce à ses évidements décrits 15 précédemment, d'améliorer la lubrification de la boîte de vitesses, et - elle est économique, en offrant, d'une part, le gain en matière déjà cité et un gain dans le processus de fabrication. 20 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Roue dentée allégée, utilisée notamment mais non exclusivement dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, qui comporte un moyeu central (11), une couronne dentée périphérique (12) et une âme (13) sensiblement plane reliant ledit moyeu central (11) à ladite couronne dentée périphérique (12), caractérisée en ce que ladite âme (13) comprend au moins six évidements (15) sensiblement identiques, répartis de manière équidistante angulairement, de manière à réduire le poids de la roue dentée sans affecter la résistance de cette dernière aux contraintes mécaniques de son fonctionnement. 2. Roue dentée allégée selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque évidement (15) présente un contour qui s'inscrit dans un cercle (« G ») passant diamétralement par la ligne de pied de denture et la surface externe (11A) du moyeu central (11). 3. Roue dentée allégée selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque évidemment (15) présente un contour supérieur (15A), qui suit sensiblement la surface interne (12B) de la couronne dentée périphérique (12). 4. Roue dentée allégée selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le contour inférieur (15B) de chaque évidement (15) présente une forme d'arc de cercle de rayon (« R ») plus grand que le rayon du cercle (« G ») dans lequel l'évidemment (15) s'inscrit. 5. Roue dentée allégée selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit contour supérieur (15A) et ledit contour inférieur (15B) de l'évidement (15) sont reliés par deux congés latéraux (15C) en arc de cercle de petit rayon (« r ») par rapport au rayon du cercle (« G ») dans lequel l'évidemment (15) s'inscrit. 6. Roue dentée allégée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'âme (13) de la roue comprend sept évidements (15) sensiblement identiques, répartis de manière équidistante angulairement. 7. Roue dentée allégée selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque évidement présente une largeur périphérique (« L ») sensiblement de l'ordre du double de sa hauteur axiale (« H »). 8. Boîte de vitesses de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'elle comporte au moins une roue dentée (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il 10 comporte une boîte de vitesses selon la revendication précédente.