Brevet FR3014987A1 — publié le 20150619

Pl GNON FOU DE BOI TE DE VITESSES DE VEHI CULE AUTOMOBI LE L'invention concerne un pignon fou de boîte de vitesses de véhicule automobile, destiné à être monté un arbre de la boîte. Elle concerne plus précisément un pignon fou de boîte de vitesses comportant au moins deux parties assemblées et comprenant un alésage cylindrique central destiné à un arbre d'entraînement et une cavité d'allégem ent. En général, un tel pignon est en acier. L'objet de l'invention est d'optimiser en termes de masse une boîte de vitesses, afin de diminuer la consommation du véhicule automobile équipé de cette boîte de vitesses, en allégeant les pignons fous d'une telle boîte de vitesses. Il est connu du document de brevet JP-S5 514 384 de réaliser un ensemble de deux engrenages adjacents en deux parties assemblées, dont chaque partie comporte un engrenage, une cavité étant agencée entre ces deux parties assemblées. Chaque partie comprend un alésage cylindrique central destiné à un arbre d'entraînement de cet ensemble et comporte une rainure agencée sur sa face interne qui s'ouvre sur l'alésage central, les deux rainures formant une cavité d'allégement. Ces deux parties sont soudées ensemble par ces faces internes par soudage à l'arc plasma ou équivalent et sont donc soumises à un traitement thermique lors de leur assemblage. Il résulte de ce traitement thermique et de cet assemblage, que les 25 parties peuvent se déformer, compte-tenu de leur paroi particulièrement faible, au niveau de la cavité, et qu'un problème de co-axialité des deux parties assemblées peut être engendré. L'invention résout ce problème en assurant un renforcement mécanique de la raideur au niveau de cette cavité et en évitant la déformation 30 sous charge du pignon, tout en étant de fabrication facile. Pour ce faire, l'invention propose un pignon fou de boîte de vitesses comportant au moins deux parties assemblées et comprenant un alésage cylindrique central destiné à un arbre d'entraînement et une cavité d'allégement, caractérisé en ce que ladite cavité interne est annulaire et fermée. Selon un premier mode de réalisation, le pignon comporte deux parties assemblées, une première partie comportant un engrenage et une seconde 5 partie comportant un crabot, chaque partie comprenant ledit alésage cylindrique central destiné à un arbre d'entraînement et ladite cavité étant agencée entre ces deux parties assemblées, et chaque dite partie comporte une nervure agencée sur sa face interne et disposée à une distance non nulle dudit alésage central, les deux rainures formant ladite cavité annulaire fermée 10 lorsque les deux dites parties sont assemblées. De préférence, cette distance de la rainure de chaque partie est sensiblement identique et la largeur desdites rainures, sur la face interne, est sensiblement identique. Selon un second mode de réalisation, le pignon comporte une 15 première partie en tôle(s) comportant ledit alésage cylindrique central et formant ladite cavité, cette première partie supportant au moins une deuxième partie comportant un engrenage et un crabot. Cet agencement par pliage de tôle assure une liberté de forme, d'épaisseur, de nombre de tôles utilisées et de localisation des soudures afin 20 d'être le plus rigide possible. Et de préférence, il comporte une troisième partie en tôle formant un cône adjacent audit crabot. Avantageusement, ladite première partie en tôle(s) présente une section générale en U, dont la base fermée forme ledit alésage cylindrique 25 central. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un pignon fou selon le premier mode de réalisation, caractérisé en ce que lesdites deux parties sont fabriquées par frittage et lesdites deux parties sont assemblées par soudure par frittage. 30 Ce procédé de fabrication par frittage permet une grande liberté de forme ce qui permet d'optimiser au mieux les évidements en fonction de chaque pignon. Mais cette soudure peut également être effectuée au laser ou équivalent. Les deux parties peuvent également être fabriquées par forgeage. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un pignon fou selon le second mode de réalisation, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième parties sont soudées. Lesdites première et troisième parties sont de préférence également soudées. L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide de figures ne représentant que des modes de réalisation préférés de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un pignon fou de boîte de 10 vitesses. Les figures 2 et 3 sont des vues en perspective et en coupe transversale d'un pignon fou de boîte de vitesses selon une première variante d'un premier mode de réalisation. La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un pignon fou de boîte 15 de vitesses selon une seconde variante de ce premier mode de réalisation. Les figures 5 à 8 sont des vues en perspective et en coupe transversale d'un pignon fou de boîte de vitesses selon un second mode de réalisation conforme à l'invention. Comme rappelé par la figure 1, un pignon fou de boîte de vitesses de 20 véhicule automobile comprend un alésage cylindrique central 1 destiné à l'arbre d'entraînement, un engrenage 2, un crabot 3 et un cône 7 adjacents. Selon l'invention, un tel pignon fou comporte au moins deux parties assemblées et une cavité d'allégement interne annulaire et fermée. Selon une première variante du premier mode de réalisation, comme 25 représenté sur les figures 2 et 3, le pignon comporte deux parties assemblées, une première partie 4 comportant l'engrenage 2 et une seconde partie 5 comportant le crabot 3 et le cône 7. Chaque partie 4, 5 comprend l'alésage cylindrique central 1 destiné à un arbre d'entraînement et la cavité 6 est agencée entre ces deux parties 30 assemblées. Pour ce faire, chaque partie 4, 5 comporte une rainure 4A, 5A agencée sur sa face interne 4B, 5B et disposée à une distance D non nulle de l'alésage central 1, les deux rainures 4A, 5A formant la cavité 6 annulaire fermée lorsque les deux parties 4, 5 sont assemblées. Cette distance D de la rainure 4A, 5A de chaque partie 4, 5 est sensiblement identique. Les deux parties 4, 5 sont fabriquées par frittage et peuvent être 5 assemblées par soudure par frittage, par soudure au laser ou équivalent. La densité de la poudre d'acier compactée par frittage a une densité d'environ 7,2 g/cm3 pouvant aller jusqu'à 7,8 g/cm3 localement, comparable à celle d'un acier standard utilisé pour ce type de pignon qui est d'ordre de 7,86 g/cm3. 10 La figure 4 représente une seconde variante du premier mode de réalisation. Le pignon comporte ici également deux parties assemblées, une première partie 4' comportant l'engrenage 2' et une seconde partie 5' comportant le crabot 3' et le cône 7'. 15 L'alésage cylindrique central 1' destiné à un arbre d'entraînement est porté par la première partie 4' comportant l'engrenage et la cavité 6' est agencée entre les deux parties 4', 5' assemblées. Pour ce faire, chaque partie 4', 5' comporte une rainure 4A', 5A' agencée sur sa face interne 4B', 5B' et disposée à une distance D' non nulle de 20 l'alésage central 1', les deux rainures 4A', 5A' formant la cavité 6' annulaire fermée lorsque les deux parties 4', 5' sont assemblées. Cette distance D' de la rainure 4A', 5A' de chaque partie 4', 5' est sensiblement identique. Les deux parties 4', 5' sont ici fabriquées par forgeage et assemblés 25 par soudage au laser, à faisceau d'électrons ou équivalent. Selon un second mode de réalisation, représenté sur les figures 5 à 8, le pignon comporte une première partie en tôle 10 comportant l'alésage cylindrique central 1" et formant la cavité 6", cette première partie supportant au moins une deuxième partie 11 comportant un engrenage 2" et un crabot 30 3". Il comporte également une troisième partie en tôle 12 formant un cône 7" adjacent au crabot 3". La première partie en tôle 10 présente une section générale en U dont les branches sont pliées et dont la base fermée forme l'alésage cylindrique central 1". La première partie en tôle 10 supporte la deuxième partie 11 portant l'engrenage 2" et le crabot 3" et ces deux parties sont soudées. Elle supporte également la troisième partie en tôle 12 formant le cône qui est également 5 soudée. Cette troisième partie en tôle 12 comporte des languettes longitudinales 12A de positionnement par emboîtement, de préférence au nombre de trois, dans des rainures 10A agencées sur une bride radiale de la première partie en tôle 10, comme particulièrement visible sur les figures 6 et 10 7 qui représentent ces deux parties séparées. La deuxième partie 11, représenté séparément sur la figure 8 et comportant l'engrenage 2" et le crabot 3", peut être fabriquée par forgeage ou par frittage. 15 REVENDICATIONS1. Pignon fou de boîte de vitesses comportant au moins deux parties assemblées et comprenant un alésage cylindrique central (1, 1', 1") destiné à un arbre d'entraînement et une cavité d'allégement, caractérisé en ce que ladite cavité d'allégement interne (6, 6', 6") est annulaire et fermée. 2. Pignon selon la revendication précédente, comportant deux parties assemblées, une première (4, 4') partie comportant un engrenage (1, 1') et une seconde partie (5, 5') comportant un crabot (3, 3'), ladite cavité (6, 6') étant agencée entre ces deux parties assemblées, caractérisé en ce que chaque dite partie comporte une rainure (4A, 4A', 5A, 5A') agencée sur sa face interne (4B, 4B', 5B, 5B') et disposée à une distance (D, D') non nulle dudit alésage central (1, 1'), les deux rainures formant ladite cavité annulaire fermée lorsque les deux parties sont assemblées. 3. Pignon selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite distance (D, D') de ladite rainure de chaque partie est sensiblement identique. 4. Pignon selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la largeur (L) desdites rainures, sur la face interne, est sensiblement identique. 5. Pignon selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une première partie en tôle(s) (10) comportant l'alésage cylindrique central (1") et formant ladite cavité (6"), cette première partie supportant au moins une deuxième partie (11) comportant un engrenage (2") et un crabot (3"). 6. Pignon selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième partie en tôle (12) formant un cône (7") adjacent audit crabot (3"). 7. Pignon selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite première partie en tôle(s) (10) présente une section générale en U dont la base fermée forme ledit alésage cylindrique central (1"). 8. Procédé de fabrication d'un pignon fou selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites deux parties (4, 5) sont fabriquées par frittage et lesdites deux parties sont assemblées par soudure par frittage. 9. Procédé de fabrication d'un pignon fou selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième parties (10, 11) sont soudées. 10.Procédé de fabrication d'un pignon fou selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites première et troisième parties (10, 12) sont soudées.