Brevet FR2965029A1 — publié le 20120323

"ENSEMBLE A PIGNON ET DISQUE DENTE POUR UN ENGRENAGE AVEC RATTRAPAGE DE JEU" La présente invention concerne un ensemble à pignon pour un engrenage, notamment dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile, et à disque denté. Plus particulièrement, l'invention concerne un tel ensemble dans lequel le disque denté est disposé latéralement au pignon et coopère avec ce dernier par friction, le pignon et le disque denté étant prévus pour être en engrènement avec un autre pignon de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. Ce genre d'ensemble est connu du document US5771745 dont l'agencement d'engrenage comporte un disque denté qui est magnétique et qui comporte moins de dents que le pignon. Le disque tourne plus vite que le pignon si bien que plus la différence de vitesse est grande, plus la friction dissipe d'énergie et pénalise le rendement. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble à pignon pour un engrenage, notamment dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile, et à disque denté qui est disposé latéralement au pignon et qui coopère avec ce dernier par friction, le pignon et le disque denté étant prévus pour être en engrènement avec un autre pignon de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. Dans cet ensemble, le disque denté a son nombre de dents qui est supérieur au nombre de dents du pignon. Dans divers modes de réalisation de l'ensemble selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes . le disque denté comporte une dent de plus que le pignon ; le disque denté et le pignon présentent des diamètres sensiblement identiques ; le disque denté et le pignon coopèrent par friction suivant un effort axial ; - une rondelle axialement élastique est interposée entre le disque denté et le pignon pour qu'ils coopèrent axialement par friction. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un dispositif d'engrènement pour une boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, comprenant au moins un engrenage pourvu d'un ensemble conforme à l'invention et dans lequel le pignon et le disque denté engrènent avec un autre pignon de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. Par ailleurs, l'invention a également pour objet une boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, comprenant au moins un dispositif d'engrènement conforme à l'invention de manière à modérer le bruit de fonctionnement de la boîte de vitesses par rattrapage du jeu d'engrènement. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble à pignon et disque denté du dispositif d'engrènement fait partie d'un engrenage de marche arrière. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : la figure 1 est une vue en perspective d'un 30 ensemble à pignon pour un engrenage et à disque denté selon l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif d'engrènement comprenant un engrenage pourvu d'un ensemble conforme à l'invention ; 35 la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un détail du dispositif d'engrènement ; les figures 4 à 6 sont des courbes d'écart de régime selon le nombre de dents du dispositif d'engrènement. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un ensemble à pignon 12 pour un engrenage et à disque denté 14. La direction désignée comme longitudinale dans la description correspond à l'axe de rotation des pignons. Un tel ensemble est notamment prévu pour être utilisé dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile. Dans une telle boîte de vitesses, il existe toujours un jeu minimum entre deux pignons en prise. Or, sous l'effet des acyclismes venant des explosions du moteur, lorsque ces pignons ne transmettent pas de couple car un autre rapport est engagé, ils s'entrechoquent et produisent un bruit parasite appelé bruit de grenaille. La description qui va suivre est dédiée à un dispositif d'entraînement dans le cadre d'un engrenage de marche arrière d'une boîte de vitesses d'automobile mais ce dispositif peut être appliqué dans tout type d'utilisation de pignons à axes parallèles, que ces pignons aient une denture droite, hélicoïdale, ou à chevron. Les dentures peuvent être intérieures ou extérieures. L'ensemble 10 à pignon 12 et à disque denté 14 est représenté en éclaté à la figure 1. Cet ensemble 10 comporte une rondelle 16 axialement élastique interposée entre le disque denté 14 et le pignon 12 pour qu'ils coopèrent axialement en étant accouplés par friction. La rondelle de friction 16 est une rondelle tronconique de type couramment appelé rondelle Belleville. Elle est mise en contrainte axiale entre le disque denté 14 et le pignon 12 qui est solidaire en rotation d'un arbre 22 de la boîte de vitesses. La rondelle 16 et le disque denté 14 sont montés sur l'arbre 22 de manière à pouvoir tourner par rapport à ce dernier. Le disque denté 14, la rondelle 16 et le pignon 12 sont immobilisées sur leur arbre 22 par des moyens connus tels qu'un épaulement de l'arbre et un anneau élastique type circlips. Dans le mode de réalisation représenté, le circlips est sur l'arbre 22, contre le pignon 12 et à l'opposé d'un épaulement latéral au pignon fixe 24 solidaire de l'arbre 22 (figure 2) contre lequel le disque denté 14 est en appui. Le disque denté 14 a son nombre de dents qui est supérieur au nombre de dents du pignon 12. Dans le mode de réalisation représenté, le disque denté 14 comporte une dent de plus que le pignon 12, sachant que le diamètre primitif de ce pignon et le diamètre primitif de ce disque sont sensiblement identiques. Dans le dispositif d'engrènement, le pignon 12 et le disque denté 14 de l'ensemble selon l'invention engrènent avec un autre pignon 28 de l'engrenage, en l'espèce un pignon menant. Comme le pignon 12 et le disque denté 14 ne possèdent pas le même nombre de dents, ils ne tournent donc pas à la même vitesse lorsque le pignon menant 28 tourne. Il en résulte un effort de frottement généré par la rondelle de friction 16. Si la marche arrière est engagée, un couple est transmis par le pignon 12 et le pignon 28 pour le déplacement du véhicule en marche arrière. Dans ce cas, il faut vaincre l'effort de frottement de la rondelle 16 car cette dernière est entraînée par la chaîne de traction et sa vitesse est imposée par celle du pignon menant 28 et du pignon mené 12 de l'engrenage. Si un autre rapport est engagé il n'y a plus de transmission de couple entre le pignon 28 et le pignon 12. Dans l'exemple considéré, le pignon 28 étant le pignon récepteur de marche arrière, le pignon 12 n'est plus solidaire de l'arbre de marche arrière. Le disque denté 14 tourne toujours à une vitesse différente de la vitesse de pignon 12 et les frottements de la rondelle de friction 16 font ralentir le pignon 12. Ces frottements ont pour conséquence de maintenir plaquée en permanence les dents du pignon 12 engrenées avec les dents du pignon 28. Ainsi le pignon 12 se comporte comme s'il n'avait pas de jeu d'engrènement, le disque denté 14 étant comme le pignon 12 engrené avec le pignon 28 (figure 3), comme si les dents du pignon 12 et du disque 14 constituaient une denture sans jeu d'engrènement dans la denture du pignon 28. Le principe de l'invention ressort déjà en partie de la description qui précède et va maintenant être détaillé. La différence du nombre de dents crée une vitesse relative entre le disque denté 14 et le pignon 12 et le frottement entre ce disque et ce pignon dissipe de l'énergie. Cette dissipation dépend des états de surface des pièces, de l'effort axial appliqué par la rondelle de friction axialement élastique 16, des diamètres des pignons et bien sûrs de l'écart de vitesse de rotation entre la rondelle de friction et son pignon. Les courbes des figures 4 à 6 montrent l'écart de régime en ordonnée en fonction du nombre de dents du pignon 12 en abscisse, pour une vitesse d'entraînement de 1 tour par minute. Sur ces figures, la courbe en trait plein référencée 32 correspond à un écart de nombres de dents dans lequel le disque denté 14 comporte une dent de plus que le pignon mené 12. Sur ces courbes, la courbe en trait pointillé référencée 34 correspond à un écart de nombres de dents dans lequel le disque denté 14 comporte une dent de moins que le pignon mené 12, comme dans le cas représenté aux figure 1 à 3. La figure 4 correspond à un pignon d'entraînement 28 comportant 20 dents. La figure 5 correspond à un pignon d'entraînement 28 comportant 40 dents. La figure 6 correspond à un pignon d'entraînement 28 comportant 60 dents. En comparant toutes ces courbes, dans tous les cas, la configuration selon laquelle le disque denté comporte une dent de plus que le pignon mené permet d'avoir un écart de régime plus petit que dans la configuration selon laquelle le disque denté comporte une dent en moins. Cette différence de régime plus faible permet d'avoir des pertes par frottement plus faible et donc un meilleur rendement. Ainsi, la solution selon l'invention est meilleure que celle décrite dans le document US5771745. La solution proposée selon l'invention apporte les avantages suivants . meilleur rendement en optimisant le frottement par un choix judicieux de différence de nombre de dents ; - facilité d'assemblage, en particulier facilité d'assemblage par rapport à une solution de type système de rattrapage de jeu par ressort imposant une pige de blocage à retirer une fois le montage terminé ; une largeur de disque denté qui peut être faible de manière à permettre de garder un encombrement axial quasiment identique à celui d'un agencement sans rondelle de friction ni disque denté. L'invention permet de toute façon de réduire le jeu d'engrènement par friction, ce qui évite les chocs et 25 permet de réduire la bruyance de type bruit de grenaille. REVENDICATIONS1. Ensemble (10) à pignon (12) pour un engrenage, notamment dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile, et à disque denté (14) qui est disposé latéralement au pignon (12) et qui coopère avec ce dernier par friction, le pignon et le disque denté étant prévus pour être en engrènement avec un autre pignon (28) de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement, caractérisé en ce que le disque denté (14) a son nombre de dents qui est supérieur au nombre de dents du pignon (12). 2. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le disque denté (14) comporte une dent de plus que 15 le pignon (12). 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le disque denté (14) et le pignon (12) présentent des diamètres sensiblement identiques. 20 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le disque denté (14) et le pignon (12) coopèrent par friction suivant un effort axial. 5. Ensemble selon la revendication précédente, 25 comprenant une rondelle axialement élastique (16) interposée entre le disque denté (14) et le pignon (12) pour qu'ils coopèrent axialement par friction. 6. Dispositif d'engrènement pour une boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, comprenant au 30 moins un engrenage pourvu d'un ensemble (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes et dans lequel le pignon (12) et le disque denté (14) engrènent avec un autre pignon (28) de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. 35 7. Boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, comprenant au moins un dispositif d'engrènement conforme à la revendication précédente demanière à modérer le bruit de fonctionnement de la boîte de vitesses par rattrapage du jeu d'engrènement. 8. Boîte de vitesses selon la revendication précédente, dans laquelle l'ensemble (10) à pignon (12) et disque denté (14) du dispositif d'engrènement fait partie d'un engrenage de marche arrière.