Brevet FR2983929A1 — publié le 20130614

"DISPOSITIF D'ENGRENEMENT ET DE CRABOTAGE POUR BOITE DE VITESSES DE VEHICULE" La présente invention est relative à un dispositif 5 d'engrènement et de crabotage pour boîte de vitesses de véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif d'engrènement et de crabotage pour boîte de vitesses de véhicule comportant un pignon fou et une 10 unité de crabotage solidaire à rotation du pignon fou. Un exemple de ce genre de dispositif est connu du document FR2922976. Dans le dispositif de ce document, l'unité de crabotage comporte deux séries de bagues de friction à synchronisation, interposées entre une large 15 couronne à lumières de crabotage et un flasque à lumières de crabotage. Ce flasque est associé au pignon fou. La large couronne à lumières de crabotage est accouplée à un manchon baladeur et peut s'accoupler par ses lumières de crabotage à une première des séries de bagues de friction 20 à synchronisation. Le flasque à lumières de crabotage peut s'accoupler par ses lumières de crabotage à la seconde des séries de bagues de friction à synchronisation. Pour proposer diverses architectures de dispositif 25 d'engrènement et de crabotage, l'assemblage du pignon fou à son arbre peut présenter des espaces dans lesquels des particules de grenaillage peuvent se stocker et être ultérieurement libérées lors du fonctionnement de la boîte de vitesses. L'inconvénient est que ces particules 30 abrasives sont susceptibles de dégrader la boîte de vitesses. Leur accès à des espaces vides ou à des recoins des pièces du dispositif d'engrènement et de crabotage est donc à éviter. La présente invention a notamment pour but de 35 remédier aux inconvénients de l'art antérieur tout en proposant des solutions alternatives. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'engrènement et de crabotage pour boîte de vitesses de véhicule, comportant un pignon fou et une unité de crabotage solidaire à rotation du pignon fou. Le pignon 5 fou délimite une gorge d'assemblage. L'unité de crabotage comprend une couronne de crabotage pourvue de secteurs d'assemblages séparés par au moins une lumière et présentant chacun une paroi d'assemblage en quartier de cylindre montée dans la gorge d'assemblage. Un flasque 10 d'étanchéité est interposé entre la couronne et ledit pignon fou. Ce flasque ferme la lumière en regard de la gorge de manière à étancher ladite gorge relativement à des particules susceptibles de venir de cette lumière. Dans divers modes de réalisation du dispositif 15 selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la couronne comporte à ses secteurs d'assemblage une cavité de logement du flasque d'étanchéité qui est 20 conformé en rondelle logeant dans la cavité et ayant des languettes d'obturation de la lumière qui sont entre lesdits secteurs et en regard de la gorge ; le flasque d'étanchéité est axialement contenu dans la couronne ; 25 la couronne comporte une pluralité de lumières qui peuvent être au nombre de trois et être angulairement réparties de manière régulière. Par ailleurs, l'invention a également pour objet boîte de vitesses à architecture de type manuelle à 30 arbres parallèles supportant : - une pluralité de paires de pignons engrenés déterminant chacune un rapport de démultiplication de marche avant et comportant chacune un pignon fixe par rapport à l'un des arbres et un pignon monté fou à 35 rotation sur l'autre des arbres, - des organes de crabotage associés à des organes de synchronisation pour accoupler ou découpler les pignons fous de leur arbre. Dans cette boîte de vitesses, chaque pignon fou 5 appartient à un dispositif d'engrènement et de crabotage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes dont la couronne peut inter agir avec des organes de crabotage associés à des organes de synchronisation suivant que le rapport correspondant du 10 pignon fou est engagé ou dégagé. 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. 15 Sur les dessins : la figure 1 est une vue en perspective de trois quarts face d'un dispositif d'engrènement et de crabotage selon l'invention, dédié à une boîte de vitesses ; - la figure 2 est une vue en coupe partielle du 20 dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective de trois quarts arrière d'une couronne et d'un flasque du dispositif d'engrènement et de crabotage selon l'invention ; 25 la figure 4 est une vue de face du dispositif d'engrènement et de crabotage selon l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans un véhicule automobile, il est courant qu'une 30 boîte de vitesses soit prévue pour faire partie d'une chaîne de traction comprenant aussi un moteur thermique et un embrayage. L'embrayage est interposé entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. La boîte de vitesses, de type manuelle 35 éventuellement à commande pilotée, comporte souvent un arbre primaire relié au moteur via l'embrayage et un arbre secondaire relié aux roues du véhicule. Les engrenages de rapport de démultiplication de la boîte de vitesses comportent chacun un pignon fixe solidaire de l'un des arbres, par exemple l'arbre primaire, et un pignon fou monté libre à rotation sur l'autre des arbres, par exemple l'arbre secondaire. Le pignon fou 12 représenté à la figure 1 et à la figure 2 appartient à un tel engrenage de démultiplication. Dans la description qui va suivre, la direction désignée comme longitudinale correspond à l'axe 13 d'arbre de boîte de vitesses et de pignon fou 12. Cet axe 13 sert ici de référentiel. Le pignon fou 12 appartient à un engrenage d'une boîte de vitesses de type à arbres parallèles comme évoqué précédemment. L'avant et l'arrière sont définis par simple convention suivant la figure 1, le pignon étant considéré à l'arrière. Quand un rapport est à engagement, le pignon fou 12 et l'arbre sur lequel il est monté libre à rotation doivent avoir leur vitesse de rotation qui est ajustée avant mise en prise pour que l'engrenage du pignon 12 puisse transmettre du couple. Les moyens de synchronisation de vitesse sont de type connus. Parmi les moyens permettant la synchronisation et la mise en prise du pignon fou 12 avec son arbre, une 25 couronne de crabotage 17 est associée audit pignon fou par liaison rigide. Dans le dispositif d'engrènement et de crabotage selon l'invention, un flasque d'étanchéité 20 est associé au pignon fou 12 et à la couronne de crabotage 17. 30 Le pignon fou 12 comporte d'une part un corps annulaire 24 pourvu d'une denture hélicoïdale extérieure 26 et d'autre part un manchon central 28, ce dernier étant dédié à la rotation dudit pignon fou relativement à son arbre. Le manchon central 28 est en saillie 35 longitudinale par rapport à la face avant 24A du corps annulaire 24. Une gorge d'assemblage 32 est aménagée au raccordement de la face externe 28A du manchon central 28 avec le corps annulaire 24. La couronne de crabotage 17 comporte d'une part une bague cylindrique externe 35 pourvue de dents externes 37 5 et d'autre part trois secteurs tronqués d'assemblage 39 espacés par trois lumières radiales d'engagement 41 à rotation. Les secteurs 39 et les lumières 41 son angulairement répartis de manière régulière, chaque lumière étant par exemple d'environ 10 degrés. Chaque 10 secteur d'assemblage 39 est à profil en L en ayant une paroi radiale 39A en quartier ou secteur angulaire de disque raccordé à l'intérieur de la bague cylindrique externe 35 et d'autre part, raccordée à l'extrémité libre de la paroi radiale 39A, une paroi longitudinale 15 d'assemblage 39B en quartier ou secteur angulaire de cylindre. Cette paroi longitudinale 39B est longitudinalement en saillie vers l'arrière de la paroi radiale 39A. Une cavité 43 de rangement du flasque d'étanchéité 20 20 est déterminée entre l'intérieur de la bague cylindrique 35, l'arrière de la paroi radiale 39A de chaque secteur d'assemblage 39 et la paroi longitudinale d'assemblage 39B et de chaque secteur d'assemblage 39. La longueur de la saillie longitudinale de chaque 25 paroi longitudinale d'assemblage 39B par rapport à l'arrière de la bague cylindrique externe de 35 est telle que cette paroi 39B peut venir loger dans la gorge d'assemblage 32 quand le flasque d'étanchéité 20 est à l'intérieur de la cavité 43. 30 Le flasque d'étanchéité 20 est conformé en rondelle dont la dimension radiale correspond sensiblement à la distance séparant la bague cylindrique externe 35 et les parois longitudinales 39B pour déterminer la cavité 43. Le flasque d'étanchéité 20 comporte aussi en 35 saillie radiale vers son axe 13 trois languettes 48 de blocage à rotation qui sont réparties angulairement de façon régulière. Chaque languette 48 s'étend sensiblement sur une valeur d'angle d'environ 10 degrés. Cette valeur d'angle des languettes 48 est la même que celle des lumières 41. L'angle séparant ces languettes 48 est le même que celui correspondant à l'étendue de chaque secteur d'assemblage 39. Le flasque d'étanchéité 20 comporte en outre, à des orifices 52. Chacun de ces orifices 52 est angulairement en regard de chacune des languettes 48, sur la moitié la dimension radiale du flasque 20 et au milieu de dernier. Chacun de ces orifices 52 peut permettre passage de lubrifiant à travers les lumières et vers denture 26 du pignon fou. Le montage du dispositif d'engrènement et crabotage ressort déjà en partie de la description qui 15 précède et va maintenant être détaillé. Les pièces constituant le pignon fou 12, la couronne de crabotage 17 et le flasque d'étanchéité 20 sont fabriquées par des moyens classiques. La denture hélicoïdale 26 et les dents externes 37 sont effectuées 20 par usinage. Le flasque d'étanchéité 20 est monté dans la cavité 43 de la couronne de crabotage 17, en la remplissant. En effet, l'épaisseur axiale dudit flasque 20 correspond sensiblement à la longueur axiale de la cavité 43 entre 25 la paroi radiale 39A et l'extrémité arrière de la bague cylindrique externe 35. Comme il peut être observé en particulier à la figure 3, les languettes 48 sont enserrées dans les lumières 41 entre les secteurs d'assemblage 39. 30 Avantageusement pour la compacité axiale du dispositif d'engrènement et de crabotage, le flasque d'étanchéité 20 est axialement contenu dans la couronne 39, sans dépasser de la longueur de la bague cylindrique externe 35, en étant en particulier logé dans les cavités 35 43 qui constituent des embrèvements. Ensuite, l'unité de crabotage constituée par le flasque d'étanchéité 20 et la couronne de crabotage 17 de ce le la de est assemblé au pignon fou 12. À cet effet, les extrémités libres arrière des parois longitudinales 39B sont insérées dans la gorge d'assemblage 32 aménagée dans ce pignon fou, avec blocage axial et blocage à rotation par procédé connu de liaison rigide. Avantageusement, le flasque d'étanchéité 20 ferme les lumières 41 en regard de la gorge d'assemblage 32. Une opération de grenaillage, puis une opération de lavage, sont effectuées sur l'ensemble déterminé par le pignon fou 12, la couronne de crabotage 17 et le flasque d'étanchéité 20 qui est positionné entre une partie dudit pignon et de ladite couronne. Avantageusement, lors de cette opération de grenaillage, le flasque d'étanchéité 20 empêche l'entrée d'impuretés dans la gorge d'assemblage en passant par les lumières 41. Ainsi, lorsque le pignon fou 12 et la couronne de crabotage 17 sont en fonctionnement dans une boîte de vitesses, il n'y a pas d'impuretés en provenance de ladite gorge. En effet, avantageusement, les languettes 48 sont engagées entre les parois longitudinales d'assemblage 39B en quartier de cylindre en obturant les lumières par ajustement à la face externe 28A du manchon central 28. Ainsi, des particules du type grenaille ne peuvent pas venir occuper l'espace laissé libre dans la gorge 32 entre les secteurs 39. Avantageusement, il n'y a pas de jeu suffisant pour le passage de particules de grenaillage entre le flasque 20 et le pignon fou 12 à gorge 32. En outre, les orifices 52 aménagés dans ledit flasque 20 laissent un passage entre les lumières 41 et la denture hélicoïdale 26 du pignon fou, comme il peut être observé en particulier à la figure 4. Un passage d'huile est ainsi possible au travers de ces orifices. Le dispositif d'engrènement et de crabotage est ensuite monté de manière classique dans une boîte de vitesses, en relation d'une part avec l'arbre supportant le pignon fou 12 ainsi qu'avec l'autre pignon de l'engrenage de rapport de démultiplication considéré et d'autre part avec des organes pouvant inter agir avec la couronne de crabotage 17, comprenant des organes de crabotage associés à des organes de synchronisation. Ainsi, dans la boîte de vitesses, le dispositif d'engrènement et de crabotage peut inter agir avec des organes de crabotage associés à des organes de synchronisation suivant que le rapport correspondant du pignon fou est engagé ou dégagé. De tels organes de synchronisation sont connus et sont par exemple des bagues coniques de friction, à dents longitudinales de crabotage pouvant s'engager dans les lumières 41 à engagement de rapport de démultiplication, et un manchon baladeur à dents internes pouvant s'engrener axialement avec les dents externes 37 de la bague cylindrique externe 35. En variante non représentée, le flasque d'étanchéité peut présenter une conformation différente en ayant la même fonction de fermeture des lumières de manière à étancher ladite gorge relativement à des particules susceptibles de venir desdites lumières. En variante non représentée, la couronne comporte par exemple une lumière, deux lumières ou quatre lumières. REVENDICATIONS1. Dispositif d'engrènement et de crabotage pour boîte de vitesses de véhicule, comportant un pignon fou 5 (12) et une unité de crabotage solidaire à rotation du pignon fou, caractérisé en ce que le pignon fou (12) délimite une gorge d'assemblage (32), en ce que l'unité de crabotage comprend une couronne de crabotage (17) pourvue de secteurs d'assemblages (39) séparés par au 10 moins une lumière (41) et présentant chacun une paroi d'assemblage (39B) en quartier de cylindre montée dans la gorge d'assemblage (32) et en ce qu'un flasque d'étanchéité (20) est interposé entre la couronne (17) et ledit pignon fou (12), en fermant la lumière (41) en 15 regard de la gorge (32) de manière à étancher ladite gorge relativement à des particules susceptibles de venir de cette lumière. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couronne (17) comporte à ses 20 secteurs d'assemblage (39) une cavité (43) de logement du flasque d'étanchéité (20) qui est conformé en rondelle logeant dans la cavité (43) et ayant des languettes (48) d'obturation de la lumière (41) qui sont entre lesdits secteurs et en regard de la gorge. 25 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque d'étanchéité (20) est axialement contenu dans la couronne (17). 4. Dispositif selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne (17) comporte une pluralité de lumières (41). 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les lumières (41) sont au nombre de trois et sont angulairement réparties de manière 35 régulière. 6. Boîte de vitesses à architecture de type manuelle à arbres parallèles supportant :une pluralité de paires de pignons engrenés déterminant chacune un rapport de démultiplication de marche avant et comportant chacune un pignon fixe par rapport à l'un des arbres et un pignon (12) monté fou à rotation sur l'autre des arbres, - des organes de crabotage associés à des organes de synchronisation pour accoupler ou découpler les pignons fous de leur arbre, caractérisée en ce que chaque pignon fou (12) appartient à un dispositif d'engrènement et de crabotage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes dont la couronne (17) peut inter agir avec des organes de crabotage associés à des organes de synchronisation suivant que le rapport correspondant du pignon fou (12) est engagé ou dégagé.