Brevet FR3039604A1 — publié le 20170203

PROCEDE SERVANT A FABRIQUER UN ANNEAU DE SYNCHRONISATION, AINSI QU'ANNEAU DE SYNCHRONISATION La présente invention concerne un procédé servant à fabriquer un anneau de synchronisation ainsi qu'un anneau de synchronisation lui-même, à savoir pour des boîtes de vitesses synchronisées. La présente invention concerne en particulier de ce qu'on appelle un 5 anneau d'arrêt ou un anneau de synchronisation bloquant pour une boîte de vitesses, dont les dents de blocage empêchent de manière temporaire toute prise du manchon de changement de vitesse avec la denture de changement de vitesse. Les anneaux de synchronisation sont utilisés comme anneaux de 10 synchronisation extérieurs, anneaux de synchronisation intérieurs et anneaux intermédiaires, sachant que, par ailleurs, on distingue également les systèmes à cône unique, les systèmes à double cône et les systèmes à triple cône. Les systèmes qu'on appelle systèmes à cônes multiples sont souvent utilisés, afin de synchroniser les rapports bas, les différences de vitesse de rotation étant ici 15 plus importantes lors de la synchronisation qu'en présence de rapports élevés, ce qui requiert par voie de conséquence des forces de friction plus importantes lors de l'accélération et du freinage des roues dentées. L'anneau de synchronisation présente, dans le cas d'une synchronisation extérieure, une surface enveloppante et une surface de friction extérieure conique et, dans le 20 cas d'une synchronisation intérieure, une surface enveloppante et de friction intérieure conique. Les anneaux de synchronisation sont fabriqués par exemple par mise en forme d'une tôle, par frittage ou forgeage. La surface de friction conique produite est usinée lors d'une étape de travail consécutive, en particulier elle 25 est revêtue d'une garniture de friction organique ou contenant du carbone. L'application d'un revêtement métallique au moyen d'un procédé galvanique ou thermique est également possible. 3039604 2 Le document EP 2 429 737 décrit un procédé servant à fabriquer un anneau de synchronisation, dans le cadre duquel l'anneau est produit par la mise en forme d'un matériau plat composé de métal. Les procédés connus par ailleurs, dans le cadre desquels des anneaux de synchronisation sont fabriqués par frittage, n'étaient pas dans la pratique jusqu'à présent totalement convaincants. C'est la raison pour laquelle la présente invention a pour objectif d'élaborer un procédé servant à fabriquer un anneau de synchronisation ainsi qu'un anneau de synchronisation, qui peut être fabriqué très simplement et qui affiche des propriétés de roulement améliorées par rapport à l'état de la technique. Le présent objectif est atteint grâce à un procédé présentant les étapes qui suivent consistant à : a) produire par métallurgie des poudres un anneau de synchronisation 15 par pressage de poudre métallique afin de former une ébauche de compact et par frittage immédiatement après, et b) tremper immédiatement après l'anneau de synchronisation fritté. La présente invention prévoit de tremper davantage l'anneau de synchronisation à proprement parler déjà fin prêt dans l'état de la technique, 20 qui est fabriqué par frittage, lors d'une étape consécutive séparée. Ledit procédé de trempe, ainsi qu'on a pu le constater au cours d'essais, améliore les propriétés de surface de l'anneau de synchronisation et le rend nettement meilleur dans la pratique que les anneaux de synchronisation fabriqués jusqu'à présent par frittage. 25 Jusqu'à présent, une trempe consécutive de ce type avait été considérée d'une part inutile et pas rentable, ce que des essais ont toutefois réfuté. L'anneau de synchronisation est censé obtenir à l'étape a) sa forme géométrique extérieure définitive, en d'autres termes un usinage mécanique 30 consécutive n'a plus lieu d'être selon ledit mode de réalisation. Afin de posséder la forme géométrique extérieure définitive après le frittage, il peut être avantageux d'usiner par enlèvement de copeaux l'ébauche 3039604 3 de compact fabriquée au préalable, ce qui peut constituer un avantage, par exemple, pour la fabrication de contredépouilles. L'anneau de synchronisation selon l'invention est censé être fabriqué également sans couche de friction. Cela signifie qu'aucune couche séparée ni 5 aucune pièce séparée n'est appliquée sur l'anneau de synchronisation fritté dans la zone des surfaces de friction ultérieures. Seule la modification de la surface par la trempe est possible dans le cadre de cette variante. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'anneau de synchronisation fabriqué par le procédé selon l'invention est un anneau d'arrêt, sachant que les 10 dents de blocage sont déjà formées à l'étape a). L'anneau de synchronisation a une surface de friction conique, qui possède des rainures s'étendant de manière axiale ou est réalisée sans rainure. Si l'anneau de synchronisation a des rainures, ces dernières sont fabriquées soit lors du pressage soit lors de l'usinage par enlèvement de copeaux de l'ébauche de compact. Un usinage mécanique après le frittage n'est pas, du moins de préférence, mis en oeuvre. La trempe est effectuée de préférence par nitruration. L'anneau de synchronisation refroidi après le frittage est soumis à un traitement de nitruration qui suit immédiatement après. Dans le cadre de la nitruration au plasma, qui peut également être employé selon l'invention, l'anneau de synchronisation est placé dans une atmosphère gazeuse, sachant que le gaz de nitruration est électroconducteur sous l'influence d'un champ électrique. L'anneau de synchronisation est dans ce cadre la cathode. La nitruration en phase gazeuse de courte durée, également appelée la nitrocarburation, s'est avérée lors des essais être un procédé de trempe particulièrement rentable. L'anneau de synchronisation absorbe l'azote et le carbone, sachant que l'azote est le milieu dominant. La nitrocarburation est mise en oeuvre de préférence sur une période 30 allant de 6 à 8 heures. L'anneau de synchronisation fabriqué a une couche extérieure très fine, mais extrêmement dure, voire une couche encore plus dure, légèrement plus épaisse qui est fabriquée lors du procédé de trempe. 3039604 4 Une autre variante de l'invention prévoit que l'anneau de synchronisation est boraté. L'anneau de synchronisation incorporé dans une poudre de borure est recuit à une température approximative de 900 °C, ce qui permet de produire une couche de surface extrêmement dure, présentant une 5 profondeur pouvant aller jusqu'à 0,1 mm. La présente invention concerne par ailleurs un anneau de synchronisation pour des boîtes de vitesses synchronisées, en particulier un anneau d'arrêt, qui est réalisé sous la forme d'un anneau fritté et trempé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la 10 description qui suit et de la figure qui suit, à laquelle il est fait référence. - La figure 1 illustre un anneau de synchronisation fabriqué selon l'invention conforme à l'invention. La figure 1 représente un anneau de synchronisation 1 se présentant sous la forme d'un anneau d'arrêt ou d'un anneau de synchronisation bloquant. 15 L'anneau de synchronisation 1 présente un corps annulaire 2, duquel des dents de blocage 3 font saillie côté extérieur au niveau d'une extrémité 4 axiale. Les dents de blocage 3 font partie intégrante d'un collet pointant radialement vers l'extérieur. Ledit collet peut être pourvu également de ce qu'on appelle des cames 20 index 5 formées. Les cames index 5 se trouvent entre des groupes adjacents de dents de blocage. Les cames index 5 sont optionnelles. L'anneau de synchronisation 1 illustré est ce qu'on appelle un anneau de synchronisation à cône unique, pourvu d'une surface de friction 6 conique sur le côté intérieur du corps annulaire. Un anneau de synchronisation 1 de ce 25 type est utilisé pour ce qu'on appelle une synchronisation intérieure. Il convient toutefois de souligner que cette dernière est censée ne représenter aucune restriction et que le procédé expliqué ci-après peut être bien au contraire utilisé également pour des synchronisations extérieures ou des synchronisations multiples. Dans le cadre de synchronisations multiples ou d'une synchronisation extérieure, la surface enveloppante 7 extérieure est réalisée de manière 3039604 5 conique et forme une surface de friction. Dans le cas d'un système à double cône, les dents de blocage 3 n'ont alors plus lieu d'être. La surface de friction 6 conique est pourvue, sur sa périphérie, de nombreuses rainures 8 axiales se suivant très étroitement les unes les autres, 5 dont la largeur est sensiblement aussi grande voire plus grande que la distance entre des rainures 8 adjacentes. Lesdites rainures sont également prévues en option. Les rainures 8 s'étendent par exemple exclusivement dans une direction axiale, en d'autres termes dans une direction purement axiale, de sorte que 10 leur ligne centrale n'a aucun composant périphérique. L'anneau de synchronisation représenté est fabriqué comme suit : - un anneau de synchronisation est déjà fabriqué par pressage de poudre métallique afin de former une ébauche de compact, dont la forme géométrique extérieure correspond à la forme géométrique illustrée sur la 15 figure 1, en d'autres termes l'anneau de synchronisation a déjà, à quelques fractions de millimètres près, sa forme géométrique exacte. En variante, l'ébauche de compact peut être usinée également de manière mécanique à ce stade du procédé, en d'autres termes par enlèvement de copeaux, par exemple en ce que des rainures 9 s'étendant de manière oblique sont 20 pratiquées ; - l'ébauche de compact est immédiatement après frittée ; - une trempe de l'anneau de synchronisation fritté est effectuée à l'étape qui suit immédiatement après par exemple par nitruration, telle que la nitruration au plasma ou la nitrocarburation pendant 6 à 8 heures ; 25 - il est également possible en variante de procéder à une boratation ; - aucune couche de friction, n'est appliquée après le frittage, l'anneau de synchronisation trempé se trouve, après la trempe, dans sa forme d'utilisation définitive, en d'autres termes dans sa forme géométrique extérieure définitive, y compris ses dimensions extérieures. 30 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres 3039604 6 modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé servant à fabriquer un anneau de synchronisation pour des boîtes de vitesses synchronisées, caractérisé par des étapes qui suivent consistant à : a) produire par métallurgie des poudres un anneau de 5 synchronisation (1) par pressage de poudre métallique afin de former une ébauche de compact et par frittage immédiatement après, et b) tremper immédiatement après l'anneau de synchronisation (1) fritté. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de 10 synchronisation (1) obtient à l'étape a) sa forme géométrique extérieure définitive, y compris de préférence ses dimensions extérieures. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ébauche de compact est usinée par enlèvement de copeaux seulement avant 15 le frittage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation (1) est fabriqué sans couche de friction. 20 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation (1) est un anneau d'arrêt et a des dents de blocage (3), qui sont formées à l'étape a), et/ou en ce que l'anneau de synchronisation (1) a une surface de friction (6) conique, qui 25 possède des rainures (8) s'étendant de manière axiale ou qui est réalisée sans rainure. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation fritté est nitruré à l'étape b). 3039604 8 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation est nitruré au plasma. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation (1) fritté est nitrocarburé à l'étape b), en particulier pendant 4 à 8 heures. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation (1) fritté est boraté à l'étape b). 10. Anneau de synchronisation (1) pour des boîtes de vitesses synchronisées, caractérisé en ce que l'anneau de synchronisation (1) est un anneau de synchronisation fritté et trempé.10