Brevet FR2998020A1 — publié le 20140516

- 1 - L'invention concerne une bague de friction pour un dispositif de synchronisation multiple d'une boîte de vitesses ainsi qu'un dispositif de synchronisation multiple comportant une telle bague de friction. On connaît de l'état de la technique des bagues de friction pour des dispositifs de synchronisation multiple. Elles sont utilisées par exemple pour égaliser et synchroniser entre elles les vitesses de rotation de pièces rotatives, respectivement. Typiquement, les bagues de friction présentent un noyau support avec une garniture de friction qui est fixée sur au moins une surface enveloppe du noyau support. La garniture de friction définit une surface de 10 friction par l'intermédiaire de laquelle la garniture de friction coopère avec une surface antagoniste d'un autre élément de friction, de préférence d'une autre bague de friction, pour fournir une synchronisation. La garniture de friction et l'autre élément de friction sont désignés comme appariement de surfaces de friction. Il est en outre connu de l'état de la technique que l'angle que forme 16 l'appariement de surfaces de friction par rapport à l'axe de rotation de la bague de friction, joue un rôle déterminant en ce qui concerne la capacité de friction. Si l'angle est choisi trop plat, il peut se produire que les bagues de friction se coincent, ce qui rend plus difficile un détachement des bagues de friction accouplées. Un grand angle entraîne une capacité de friction plus faible, ce qui, 20 en général, altère la synchronisation ou prend plus de temps pour celle-ci. En raison de ces expériences, les bagues de friction connues de l'état de la technique sont réalisées typiquement sous forme de bagues coniques qui ont des surfaces de friction parallèles aux surfaces enveloppes. Le cône de la bague de friction est choisi tel que la liaison par friction peut être détachée de manière 25 simple et qu'il s'établi suffisamment de capacité de friction. Des dispositifs de synchronisation multiple sont constitués par une ou plusieurs bagues de friction du type précité. Les bagues de friction présentent des surfaces enveloppes coniques qui sont réalisées parallèles les unes aux autres, de telle sorte que les surfaces de friction sont aussi parallèles les unes 30 aux autres. Ceci permet d'assurer un appui des différentes surfaces de friction sur toute la surface, ce qui réduit le temps de synchronisation. Dans le cas du dispositif de synchronisation multiple, il s'agit typiquement d'un dispositif de synchronisation double ou triple, celui-ci présentant deux ou trois appariements - 2 - de surfaces de friction, respectivement. En conséquence, il y a lors du dimensionnement d'un dispositif de synchronisation multiple un saut de la capacité de friction entre un dispositif de synchronisation double et un dispositif de synchronisation triple. Ceci présente l'inconvénient que pour certaines applications, un dispositif de synchronisation triple est surdimensionné, alors qu'au contraire, un dispositif de synchronisation double ne peut pas établir suffisamment de capacité de friction. L'invention a donc pour objectif de créer une bague de friction ainsi qu'un dispositif de synchronisation multiple qui permet un réglage fin de la capacité de friction avec des moyens simples. Cet objectif est atteint grâce à une bague de friction selon l'invention pour un dispositif de synchronisation multiple d'une boîte de vitesses, comportant un noyau support de forme annulaire qui présente une surface enveloppe intérieure et une surface enveloppe extérieure, et une garniture de friction. La surface enveloppe intérieure ou la surface enveloppe extérieure constitue une surface de contact pour la garniture de friction fixée sur celles-ci, et la surface de contact est réalisée sous forme de surface conique, la garniture de friction présentant une surface de friction pour venir en contact avec une surface antagoniste, et vue en coupe longitudinale, la garniture de friction ayant une section transversale cunéiforme définie par la surface de contact et par la surface de friction. Une idée fondamentale de l'invention est de proposer une bague de friction qui présente une surface de friction qui présente un angle de plus forte pente par rapport à l'axe de rotation en comparaison avec le noyau support, ce qui réduit la capacité de friction par rapport à une surface de friction parallèle au noyau support. On peut ainsi fournir avec la bague de friction selon l'invention un dispositif de synchronisation multiple qui présente une capacité de friction qui est par exemple plus grande que celle d'un dispositif de synchronisation double et plus petite que celle d'un dispositif de synchronisation triple avec un angle de surface de friction en permanence de même valeur. Etant donné que l'angle de surface de friction est aussi fourni par l'intermédiaire de la réalisation cunéiforme de la garniture de friction, une telle bague de friction peut être utilisée de manière polyvalente puisqu'elle peut être adaptée de manière relativement simple aux différentes exigences ou à la capacité de friction souhaitée par l'intermédiaire de - 3 - la forme cunéiforme adaptée de la garniture de friction. L'invention crée ainsi un ajustage fin de la capacité de friction avec des moyens simples qui est en outre polyvalent et n'entraîne donc aucune modification de la totalité du dispositif de synchronisation. De préférence, la garniture de friction cunéiforme est fixée sur la surface enveloppe intérieure du noyau support. Ceci constitue un mode de réalisation économique et simple puisqu'ainsi, seule la surface antagoniste de l'élément de friction intérieur, de préférence du corps d'embrayage, doit être adaptée à la géométrie modifiée de la bague de friction ou de la surface de friction, respectivement. En particulier, la garniture de friction cunéiforme est agencée avec son extrémité de matériau plus épaisse sur la zone de noyau support qui présente un plus petit diamètre. La garniture de friction cunéiforme est ainsi agencée sur le noyau support de forme conique de telle sorte que la forme conique de la bague de friction est renforcée ou l'angle d'attaque de la surface de friction est agrandi, respectivement. Grâce à cela, la capacité de friction se réduit de manière correspondante. Selon un mode de réalisation préféré, le noyau support est réalisé en métal, en particulier en une tôle. Le noyau support est ainsi réalisé stable et peut résister aux forces qui se produisent. De préférence, la garniture de friction est réalisée continue en direction axiale et en direction périphérique. Ceci assure la présence d'une surface de friction grande et régulière, grâce à laquelle la synchronisation se déroule rapidement. La garniture de friction est par exemple une garniture de friction métallique ou 25 organique. En particulier, la surface enveloppe intérieure et la surface enveloppe extérieure forment chacune une surface conique. Il est ainsi assuré que la surface enveloppe, qui est opposée à la surface de contact, s'étende sous un angle qui est supérieur à zéro par rapport à l'axe de rotation de la bague de 30 friction. - 4 - En outre, l'invention comprend un dispositif de synchronisation multiple qui présente une bague de friction du type précité. Un tel dispositif de synchronisation multiple peut être un dispositif à synchronisation double ou, de préférence, à synchronisation triple, la bague de friction pouvant être de préférence utilisée en tant que bague intérieure ou extérieure du dispositif de synchronisation multiple. De préférence, la bague de friction est la bague intérieure du dispositif de synchronisation multiple. Ceci constitue le mode de réalisation le plus économique puisque seule la surface antagoniste d'un élément de friction 10 coopérant avec fa bague intérieure du dispositif de synchronisation multiple doit être adaptée à la géométrie modifiée de la bague intérieure ou de la garniture de friction, respectivement, et possède une forme cunéiforme. Selon un mode de réalisation préféré, il est prévu une bague intermédiaire avec un noyau support de forme annulaire et au moins une garniture de friction, 15 ladite au moins une garniture de friction de la bague intermédiaire présentant une surface de friction qui s'étend parallèlement au noyau support de la bague intermédiaire. On crée ainsi un dispositif de synchronisation multiple qui présente au moins deux surfaces de friction de mise en prise différente, ceci permettant d'effectuer en conséquence un réglage fin de la capacité de friction du dispositif 20 de synchronisation multiple. De préférence, les noyaux supports de la bague de friction et de la bague intermédiaire sont agencés parallèlement l'un à l'autre, la bague intermédiaire présentant deux garnitures de friction dont la garniture de friction dirigée vers l'intérieur coopère avec le noyau support de la bague de friction. Ceci est une 25 réalisation simple et économique d'un dispositif de synchronisation triple qui présente deux surfaces de friction parallèles et une surface de friction plus en pente par rapport à celles-ci, la capacité de friction pouvant être réduite par rapport à un dispositif de synchronisation triple avec trois surfaces de friction parallèles. 30 Il est en particulier prévu un corps d'embrayage qui, à l'état embrayé, vient en contact sur toute la surface de la surface de friction de la bague de friction, ce qui crée une grande surface de friction qui entraîne en conséquence une synchronisation rapide. - 5 - De préférence, la surface de friction de la bague de friction forme un plus grand angle par rapport à l'axe de rotation de la bague de friction qu'une surface de friction qui est associée à la surface enveloppe opposée à la surface de contact, ce qui assure que l'on obtient un dispositif de synchronisation multiple dont la capacité de friction peut être réglée en conséquence de manière fine par l'intermédiaire de l'angle de la surface de friction de la bague de friction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description suivante et des dessins suivants qui montrent : Figure 1 une coupe longitudinale de la bague de friction selon l'invention, 10 Figure 2a une vue détaillée de la figure 1, Figure 2b une vue détaillée de la figure 1 avec un corps d'embrayage, Figure 3, une coupe longitudinale du dispositif de synchronisation multiple sous la forme d'un dispositif de synchronisation triple, et Figure 4 une vue détaillée de la figure 3. 15 La figure 1 montre une bague de friction 10 qui présente un noyau support 12 annulaire en métal. Le noyau support 12 a une surface enveloppe intérieure 14 et une surface enveloppe extérieure 16 qui sont réalisées en tant que surfaces coniques s'étendant en parallèle. Le noyau support 12 est par conséquent une bague conique. 20 Sur le noyau support 12 est en outre fixée une garniture de friction 18, ici sur la surface enveloppe intérieure 14 qui définit ainsi en même temps une surface de contact pour la garniture de friction 18. La garniture de friction 18 forme sur sa face intérieure radiale une surface de friction 22 qui est agencée sur la face de la garniture de friction 18, qui est opposée à la surface enveloppe 14. 25 Les figures 2a et 2b montrent une vue détaillée de la fixation et de l'agencement de la garniture de friction 18 sur le noyau support 12. A la figure 2a, on peut reconnaître que vue en coupe longitudinale, la garniture de friction 18 est définie par la surface de contact ou surface enveloppe 14 du noyau support 12 et par la surface de friction 22 opposée à la surface de -6 - contact, et qu'elle présente, en coupe longitudinale, une section transversale cunéiforme. La surface de friction 22 de la garniture de friction 18, qui est opposée à la surface de contact, coopère, lors de la synchronisation, avec un corps 5 d'embrayage 24 montré à la figure 2b. Le corps d'embrayage 24 présente à cet effet une surface antagoniste 25 qui est réalisée de telle sorte que la surface antagoniste 25 repose sur toute la surface de la surface de friction 22 de la garniture de friction 18 à l'état embrayé. La surface d'appui de l'appariement de surfaces de friction, qui est formé par la garniture de friction 18 et le corps 10 d'embrayage 24, est maximisée. En raison de la forme cunéiforme de la garniture de friction 18, la garniture de friction 18 présente une extrémité de matériau plus épaisse 26 et une extrémité de matériau plus mince 28, l'extrémité de matériau plus épaisse 26 étant agencée sur la zone de noyau support 12 qui présente un plus petit diamètre. 15 Grâce à cela, l'angle 3 de la surface de friction 22 de la garniture de friction 18 par rapport à l'axe de rotation D de la bague de friction 10 est agrandi par rapport à l'angle a de la surface de contact par rapport à l'axe de rotation D de la bague de friction 10. En raison du plus grand angle, la capacité de friction entre la surface de friction 22 et le corps d'embrayage 24 est ainsi réduite. Lorsqu'on 20 utilise la bague de friction 10 dans une unité de synchronisation multiple, ceci entraîne une capacité de friction réduite dans l'ensemble. L'angle a du noyau support 12 par rapport à l'axe de rotation D ou l'angle de la surface enveloppe intérieure 14 et/ou extérieure 16 par rapport à l'axe de rotation D est typiquement de 5° à 8°. Dans un mode de réalisation 25 particulièrement préféré, l'angle est de 7,50 . L'angle 3 de la surface de friction 22 de la garniture de friction 18 cunéiforme par rapport à l'axe de rotation D de la bague de friction 10 présente par contre de préférence un angle de 8° à 20° et dans le mode de réalisation particulièrement préféré, un angle de 11°. 30 Dans les figures 3 et 4 est montré un dispositif de synchronisation multiple 30, ici un dispositif de synchronisation triple qui présente une bague de friction 10 connue des figures précédentes qui fait fonction de bague intérieure du dispositif - 7 - de synchronisation multiple 30. En outre, le dispositif de synchronisation multiple 30 présente une bague intermédiaire 32 et une bague de synchronisation extérieure 34. La bague de friction 10 réalisée en tant que bague intérieure présente les caractéristiques connues des figures précédentes, avec une garniture de friction 18 qui est fixée sur la surface enveloppe intérieure 14 du noyau support 12 de la bague de friction 10. La bague intermédiaire 32 présente également un noyau support 36 qui est agencé parallèlement au noyau support 12 de la bague de friction 10. Le noyau support 36 présente en outre des surfaces enveloppes intérieure et extérieure 38, 40 sur lesquelles sont fixées une garniture de friction 42, 44 respective. Les surfaces enveloppes intérieure et extérieure 38, 40 sont par conséquent réalisées en tant que surfaces de contact. Les garnitures de friction 42, 44 présentent en outre chacune une surface de friction 50, 52 opposée aux surfaces de contact. Par conséquent, le dispositif de synchronisation multiple 30 représenté ici a trois surfaces de contact 22, 50, 52 qui sont associées à trois appariements de surfaces de friction, de telle sorte qu'il s'agit d'un dispositif de synchronisation triple. L'agencement exact du dispositif de synchronisation multiple 30 est montré plus en détail à la figure 4. Il ressort de la figure 4 que les surfaces de contact 50, 52, qui se trouvent sur la bague intermédiaire 32, s'étendent parallèlement aux surfaces enveloppes intérieure et extérieure 38, 40 de la bague intermédiaire 32. Etant donné que les noyaux supports 12, 36 sont agencés en parallèle, il en résulte que les surfaces de friction 50, 52 s'étendent aussi parallèlement au noyau support 12 de la bague de friction 10 et à ses surfaces enveloppes intérieure et extérieure 14, 16. Les trois appariements de surfaces de friction cités sont ainsi formés par les appariements de surfaces suivantes : 1. la surface de friction 22 et la surface antagoniste 25 du corps d'embrayage 24 -8- 2. la surface de friction 50 et la surface enveloppe extérieure 16 de la bague de friction 10 3. la surface de friction 52 et la face intérieure de la bague de synchronisation extérieure 34. Les surfaces de friction 50, 52 de la bague intermédiaire 32 reposent sur toute la surface de la bague de synchronisation 34 ou du noyau support 12 de la bague de friction 10, respectivement. La troisième garniture de friction 18 qui, vue en coupe longitudinale, est réalisée cunéiforme, assure que la surface de friction 22 de la garniture de 10 friction 18 présente un plus grand angle 6 par rapport à l'axe de rotation D de la bague de friction 10 que les surfaces de friction 50, 52 des garnitures 42, 44 de friction qui sont fixées sur la bague intermédiaire 32. Les surfaces de friction 50, 52 sont, comme déjà mentionné, agencées parallèlement au noyau support 36 et par conséquent, parallèlement au noyau support 12 et présentent ainsi un 15 angle a par rapport à l'axe de rotation D. En raison de l'angle d'attaque différent de la première de surfaces de friction par rapport aux deux autres s de surfaces de friction, on obtient en général une capacité de friction plus faible du dispositif de synchronisation multiple 30 par rapport à un dispositif de synchronisation multiple 30 qui présenterait trois s de 20 surfaces de friction agencées en parallèle avec l'angle a. Le dispositif de synchronisation multiple 30 peut être réglé sur différentes exigences du point de vue de la capacité de friction sans que la géométrie complète du dispositif de synchronisation multiple 30 doive être modifiée. Il faut seulement modifier l'angle r3 de la surface de friction 22 de manière 25 correspondante par l'intermédiaire de la forme cunéiforme de la garniture de friction 18, ce qui peut être réalisé de manière relativement simple du point de vue de la technique de production. Un mode de réalisation de l'invention, qui n'est ici pas représenté, concerne un dispositif de synchronisation double. Le dispositif de synchronisation double 30 ne présente pas de bague intermédiaire 32, de telle sorte qu'il est seulement prévu la bague de friction 10 entre la bague de synchronisation extérieure 34 et le corps d'embrayage 24. Par rapport au mode de réalisation représenté aux - 9 - figures 1 et 2, cette bague de friction 10 présente deux garnitures de friction, la garniture de friction 18 cunéiforme, décrite ci-dessus, étant agencée sur la surface enveloppe intérieure 14 de la bague de friction 10, et une deuxième garniture de friction étant fixée sur la surface enveloppe extérieure 16 du noyau support 12. La deuxième garniture de friction qui est fixée sur la surface enveloppe extérieure 16 présente une surface de friction qui s'étend parallèlement à la surface enveloppe extérieure 16. Il est ainsi fourni un dispositif de synchronisation double qui présente une capacité de friction qui est plus petite que celle d'un dispositif de synchronisation double typique et plus grande que celle d'un dispositif de synchronisation simple. D'autres modes de réalisation de l'invention peuvent concerner la position des garnitures de friction. Il est par exemple également prévu que le dispositif de synchronisation multiple 30 selon l'invention présente une bague de friction 10 qui, dans le mode de réalisation montré, a une garniture de friction appliquée sur la surface enveloppe extérieure 16. Dans ce mode de réalisation serait supprimée la garniture de friction 42 qui, dans le dispositif de synchronisation multiple 30, se trouve sur la surface enveloppe intérieure 38 de la bague intermédiaire. Il est en outre concevable d'enlever la garniture de friction 44 située sur la surface enveloppe extérieure 40 de la bague intermédiaire 32 et d'agencer, de manière correspondante, une garniture de friction sur la surface intérieure de la bague de synchronisation extérieure 34. Il ne s'agit ici que de quelques exemples de réalisation qui montrent qu'il existe plusieurs possibilités de combiner le dispositif de synchronisation multiple 30 selon l'invention avec une bague de friction 10 avec garniture de friction cunéiforme pour réaliser l'ajustage fin souhaité de la capacité de friction. Par exemple, la garniture de friction 44 pourrait être réalisée sous forme de garniture de friction cunéiforme, les surfaces de friction des deux garnitures de friction 18 et 42 étant alors agencées en parallèle. La garniture de friction 44 aurait sa zone de matériau la plus forte dans la zone du plus grand diamètre. Les garnitures de friction peuvent être des garnitures de friction métalliques ou organiques. REVENDICATIONS1. Bague de friction (10) pour un dispositif de synchronisation multiple (30) d'une boîte de vitesses, comportant un noyau support (12) de forme annulaire qui présente une surface enveloppe intérieure (14) et une surface enveloppe extérieure (16), et une garniture de friction (18), les surfaces enveloppes intérieure et extérieure (14, 16) constituant une surface de contact pour la garniture de friction (18) fixée sur celles-ci, et la surface de contact étant réalisée sous forme de surface conique, la garniture de friction (18) présentant une surface de friction (22) pour venir en contact avec une surface antagoniste, et vue en coupe longitudinale, la garniture de friction (18) ayant une section transversale cunéiforme définie par la surface de contact et par la surface de friction (22). 2. Bague de friction (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la garniture de friction (18) cunéiforme est fixée sur la surface enveloppe intérieure (14) du noyau support (12). 3. Bague de friction (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la garniture de friction (18) cunéiforme est agencée avec son extrémité (26) de matériau plus épaisse sur la zone de noyau support (12) qui présente un plus petit diamètre. 4. Bague de friction (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le noyau support (14) est réalisé en métal, en particulier en une tôle. 5. Bague de friction (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la garniture de friction (18) est une garniture de friction métallique ou organique. 6. Bague de friction (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la garniture de friction (18) est réalisée continue en direction axiale et en direction périphérique.-Il- 7. Bague de friction (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la surface enveloppe intérieure (14) et la surface enveloppe extérieure (16) forment chacune une surface conique. 8. Dispositif de synchronisation multiple (30) comportant une bague de friction (10) selon l'une des revendications précédentes. 9. Dispositif de synchronisation multiple (30) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague de friction (10) est la bague intérieure du dispositif de synchronisation multiple (30). 10. Dispositif de synchronisation multiple (30) selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il est prévu une bague intermédiaire (32) avec un noyau support (36) de forme annulaire et au moins une garniture de friction (42, 44), ladite au moins une garniture de friction (42, 44) de la bague intermédiaire (32) présentant une surface de friction (50, 52) qui s'étend parallèlement au noyau support (36) de la bague intermédiaire (32). 11. Dispositif de synchronisation multiple (30) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les noyaux supports (12, 36) de la bague de friction (10) et de la bague intermédiaire (32) sont agencés parallèlement l'un à l'autre, la bague intermédiaire (32) présentant deux garnitures de friction (42, 44) dont la garniture de friction (42) dirigée vers l'intérieur coopère avec le noyau support (12) de la bague de friction (10). 12. Dispositif de synchronisation multiple (30) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il est prévu un corps d'embrayage (24) qui, à l'état embrayé, vient en contact sur toute la surface de la surface de friction (22) de la bague de friction (10). 13. Dispositif de synchronisation multiple (30) selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la surface de contact (22) de la bague de friction (10) forme un plus grand angle (13) par rapport à l'axe de rotation (D) de la bague de friction (10) qu'une surface de friction (50, 52) qui est associée à la surface enveloppe opposée à la surface de contact.