Brevet FR3051430A1 — publié le 20171124

SYSTEME D'AIDE A L'ASSEMBLAGE D'UNE BOITE DE VITESSES AUTOMATIQUE SUR UN MOTEUR THERMIQUE La présente invention concerne un système d'aide à l'assemblage d'une boîte de vitesses sur un moteur thermique, en particulier pour un véhicule automobile, ainsi qu'un procédé d'assemblage d'une boîte de vitesses sur un moteur thermique mettant en oeuvre un tel système d'aide. Un type de boîte de vitesses connu comportant un convertisseur de couple en entrée, est prévue pour être reliée au vilebrequin du moteur thermique par un volant moteur comprenant une tôle de liaison flexible. En particulier les boîtes de vitesses automatiques équipées d'un convertisseur de couple hydraulique préalablement monté et centré sur cette boîte de vitesses, comportent sur le pourtour du carter de ce convertisseur une série de perçages axiaux taraudés. Le volant du moteur thermique comporte une tôle flexible comprenant son centre fixé sur l'extrémité du vilebrequin par une série de vis axiales, recevant sur son contour une couronne dentée permettant l'entraînement par un démarreur électrique. La tôle flexible comporte à l'intérieur de la couronne dentée, une série de perçages venant en face des perçages taraudés du convertisseur de couple. Lors de l'assemblage de la boîte de vitesses sur le moteur, on oriente d'abord le convertisseur de couple ou le vilebrequin afin d'aligner les perçages de la tôle flexible sur les perçages taraudés du convertisseur de 25 couple. On peut ensuite utiliser une pige de centrage insérée dans un perçage taraudé du convertisseur de couple, comportant une longueur suffisante et une extrémité pointue permettant lors de l'approche de la boîte de vitesses d'engager cette extrémité dans un perçage correspondant de la tôle flexible, 30 afin de finir lors du serrage de la boîte sur le moteur le positionnement angulaire du volant moteur par rapport au convertisseur de couple. 3051430 2 Après l'accouplement de la boîte de vitesses, les perçages étant bien alignés, la pige de centrage est retirée du côté du moteur. Ensuite on insère des vis de serrage venant du côté du moteur, dans la tôle flexible pour les visser dans les perçages taraudés afin d'obtenir un assemblage rigide du 5 contour du volant moteur sur le convertisseur de couple. On peut en particulier prévoir six vis de serrage pour répartir la fixation sur l'ensemble du pourtour de la tôle flexible. La tôle flexible du volant moteur permet d'obtenir un certain découplage vibratoire entre les oscillations angulaires de l'extrémité du vilebrequin centré 10 dans le moteur, et le convertisseur de couple centré dans la boîte de vitesses. Toutefois pour faciliter la pose de l'ensemble des vis de serrage au travers de la tôle flexible, afin de trouver facilement les perçages taraudés pour engager le vissage de ces vis, on prévoit généralement un jeu suffisant 15 entre les vis et les perçages de cette tôle permettant de compenser des dispersions géométriques des différents composants, et des dispersions d'alignement du convertisseur de couple et du volant moteur. Cependant après un roulage assez long du véhicule, on a constaté après des démontages un problème de marques d'usure sur les surfaces 20 serrées par les vis de serrage, notamment des stries, qui indiquent que pendant le fonctionnement on peut avoir des petits glissements entre les composants. Cette usure peut entraîner une perte du serrage, et un risque de desserrage des vis. Les glissements peuvent aussi entraîner une légère perte de rendement. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système d'aide à l'assemblage d'une boîte de vitesses sur un moteur thermique, comportant une pige de centrage, cette boîte de vitesses comprenant un dispositif d'entrée présentant sur son pourtour une série de perçages axiaux taraudés qui doivent être alignés sur des perçages correspondants d'un volant du moteur afin d'engager dedans des vis de serrage, ce système étant remarquable en ce que la pige de 3051430 3 centrage comporte une extrémité arrière prévue pour le centrage dans un des perçages axiaux du dispositif d'entrée, et en avant de cette extrémité une bille poussée radialement vers l'extérieur par un ressort, qui est positionnée axialement sur la pige de centrage de manière à ce qu'après 5 l'assemblage de la boîte de vitesses sur le moteur, elle soit disposée dans l'épaisseur ou à l'avant du volant moteur. Un avantage de ce système d'aide à l'assemblage est que de manière simple, rapide et économique, en modifiant un outil existant et sans changer un procédé d'assemblage utilisant déjà une pige de centrage, on réalise 10 automatiquement au passage du volant moteur sur la bille, un calage angulaire du jeu de ce perçage qui met le bord du perçage opposé à la bille en appui sur le côté de la vis de serrage. En ajustant l'orientation angulaire de la bille de la pige de centrage on obtient un appui du bord du perçage du volant moteur sur la vis de serrage 15 correspondant au sens du couple moteur. L'effort de ce couple est alors directement transmis sur le côté de la vis formant une butée, en évitant une possibilité de glissement qui pourrait causer une usure des composants. Le système d'aide à l'assemblage peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre 20 elles. Avantageusement, l'extrémité arrière de la pige de centrage comporte un diamètre réduit, suivi vers l'avant par un épaulement extérieur. Avantageusement, la bille est logée dans une douille insérée dans un perçage radial de la pige de centrage. 25 Avantageusement, la douille comporte un sertissage empêchant la bille de sortir complètement. Avantageusement, le ressort est un ressort hélicoïdal disposé derrière la bille. L'invention a aussi pour objet un procédé d'assemblage d'une boîte de 30 vitesses sur un moteur thermique, comportant une étape de mise en place d'un système d'aide réalisant un positionnement d'un dispositif d'entrée de 3051430 4 cette boîte de vitesses par rapport au volant du moteur thermique, comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après 5 donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente un moteur thermique partiellement assemblé, comportant un volant moteur prévu pour être accouplé à une boîte de vitesses automatique ; - la figure 2 est une vue de détail de ce volant moteur ; 10 - la figure 3 présente la boîte de vitesses automatique comportant un convertisseur de couple en entrée disposé en face du moteur thermique, ce convertisseur ayant reçu un système d'aide à l'assemblage selon l'art antérieur ; - la figure 4 est une vue de détail de ce système d'aide fixé sur le 15 convertisseur de couple ; - la figure 5 présente en détail ce système d'aide à l'assemblage ; - la figure 6 présente l'introduction de ce système d'aide dans le volant moteur ; - les figures 7 et 8 présentent en coupe axiale une vis de serrage du 20 volant moteur sur le convertisseur de couple, présentée respectivement au milieu du jeu du perçage de ce volant et après un glissement latéral ; - la figure 9 présente un système d'aide à l'assemblage selon l'invention, et une vue de détail en coupe axiale de sa bille de calage ; et - les figures 10 et 11 présentent en coupe axiale ce système d'aide, 25 respectivement avant et après le passage axial du volant moteur sur la bille de calage latéral. Les figures 1 et 2 présentent un moteur thermique 2 qui n'a pas reçu sa culasse, comportant du côté arrière indiqué par la flèche « AR », un volant moteur 4 fixé sur l'extrémité arrière du vilebrequin. 30 Le volant moteur 4 comporte une tôle flexible transversale 6 fixée en son centre par huit vis 8 sur l'extrémité arrière du vilebrequin, recevant sur 3051430 5 son contour extérieur une couronne dentée 10 prévue pour l'entraînement du moteur par un pignon d'un démarreur électrique. La tôle flexible 6 pouvant présenter une épaisseur d'environ 2mm, comporte une partie radialement extérieure plane avec six creux de faible 5 profondeur, comprenant chacun un fond plat comportant un perçage central 12. Les figures 3 et 4 présentent une boîte de vitesses automatique 20 équipée d'un convertisseur de couple 22 disposé en entrée, comportant sur son pourtour six bossages soudés présentant chacun un perçage axial 10 taraudé 24. Chaque bossage du convertisseur de couple 22 s'ajuste dans un creux du volant moteur 4, une vis de serrage venant du côté du moteur 2 traverse ce volant, puis se serre dans le perçage taraudé 24 de ce bossage. De cette manière on réalise l'entraînement de la boîte de vitesses 20 par le moteur 15 thermique 2, avec un couplage prévu pour subir des contraintes mécaniques et thermiques importantes venant notamment du couple moteur, des dilatations thermiques des différents éléments et des vibrations. La figure 5 présente un système d'aide à l'assemblage de la boîte de vitesses 20 sur le moteur 2, formant une pige cylindrique de centrage 30 20 comportant du côté arrière un diamètre réduit 32 prévu pour s'ajuster dans un perçage taraudé 24 du convertisseur de couple 22, suivi par un épaulement formant une butée d'appui axial sur le bossage comprenant ce perçage taraudé. L'extrémité avant de la pige 30 forme un cône d'introduction 34 dont la pointe est arrondie. 25 Après avoir mis en place la pige de centrage 30 dans un perçage taraudé 24 du convertisseur de couple 22, comme présenté figure 4, cette pige tient seule en restant parallèle à l'axe de ce convertisseur. La figure 6 présente l'assemblage de la boîte de vitesses 20 sur le moteur 2, qui a été préparé en disposant dans une position angulaire précise 30 le volant moteur 4 et le convertisseur de couple 22, de manière à aligner sensiblement les perçages de ce volant 12 avec les perçages taraudés 24 de ce convertisseur. 3051430 6 On effectue ensuite une translation axiale de la boîte de vitesses 20, réalisant d'abord l'introduction de la pige de centrage 30 dans un des perçages 12 du volant moteur 4, qui est facilitée par son extrémité avant conique 34. 5 On a ensuite un coulissement de la pige de centrage 30 dans son perçage 12 du volant moteur 4 en avançant la boîte de vitesses 20, qui peut si nécessaire appliquer une légère rotation de ce volant moteur ou du convertisseur de couple 22 pour finir d'aligner les différents perçages entre eux. 10 Une fois la boîte de vitesses 20 collée sur le moteur thermique 2, le convertisseur de couple 22 étant bien aligné sur le volant moteur 4, on retire la pige de centrage 30 qui a été disposée pour venir sur un côté du carter du moteur thermique 2, en la tirant vers l'avant. La figure 7 présente ensuite le montage de vis de serrage 50 d'axe A 15 équipées de rondelles 42 venant par l'arrière sur le côté du carter du moteur thermique 2, qui traversent le volant moteur 4 pour venir se serrer dans les perçages taraudés 24 du convertisseur de couple 22. On tourne plusieurs fois le volant moteur 4 pour rendre accessible les perçages sur le côté du carter du moteur thermique 2. 20 Sur cette figure 7 la vis 50 de serrage est présentée au milieu du perçage 12 du volant moteur 4, ce qui est une position moyenne pouvant varier en fonction des dispersions des dimensions des différents composants produits en grande série. La figure 8 présente la vis de serrage 50 après un usage du véhicule, 25 les différentes contraintes, en particulier le couple moteur transmis à la boîte de vitesses 20, ayant entraînées des petits glissements de la tôle du volant moteur 4 par rapport à la vis de serrage et à sa rondelle 42. Le couple moteur transmis par le volant moteur 4 au convertisseur de couple 22 s'appliquant toujours dans le même sens, on finit par obtenir un calage 30 latéral du perçage 12 d'axe A' de ce volant sur le côté de la vis de serrage 50 qui forme une butée d'appui. 3051430 7 Les figures 9 et 10 présentent une pige de centrage 30 selon l'invention comportant vers l'arrière un peu avant le diamètre réduit 32, un perçage radial recevant une douille épaulée 38 contenant au fond un ressort hélicoïdal 40, qui pousse vers l'extérieur une bille 36 maintenue par un 5 sertissage de cette douille empêchant sa sortie complète. La douille 38 contenant la bille 36 et son ressort 40, permet de réaliser un sous-ensemble qui est ensuite emmanché dans un perçage radial de la pige de centrage 30. Lors de la mise en place de la pige de centrage 30 sur le convertisseur de couple 22, on donne à la bille 36 une orientation particulière qui est 10 tournée tangentiellement vers l'avant par rapport au sens de rotation du moteur thermique 2. La figure 10 présente la pige de centrage 30 mise en place dans le perçage taraudé 24 du convertisseur de couple 22, la tôle du volant moteur 4 étant avancée pour venir en appui sur la bille 36 qui presse sur le côté du 15 perçage de ce volant tourné vers l'avant par rapport au sens de rotation. La figure 11 présente après le passage de la tôle du volant moteur 4 sur la bille 36, en comprimant son ressort 40, le côté du perçage opposé 52 à la bille qui est en appui sur la pige de centrage 30. Le positionnement axial de la bille 36 sur la pige de centrage 30 est 20 prévu pour qu'après le collage de la boîte de vitesses 20 sur le moteur 2, cette bille soit disposée axialement encore dans l'épaisseur du volant moteur 4 ou vers l'avant de ce volant, afin d'avoir pu agir tangentiellement sur le volant moteur pour le positionner. Après le démontage de la pige de centrage 30 et la mise en place des 25 vis de serrage 50, on obtient un même positionnement angulaire du volant moteur 4 par rapport au convertisseur de couple 22, donnant le côté 52 du perçage 12 en appui sur le côté de ces vis, comme présenté figure 8. Le couple moteur peut être transmis avec les vis de serrage 50 formant des butées pour la transmission de couple, ce qui limite la possibilité de 30 glissement des pièces serrées entre elles, et d'usure de ces pièces. Pour ce montage on utilise un système d'aide à l'assemblage similaire à celui présenté dans l'art antérieur, qui ne change pas le procédé de montage 3051430 8 de la boîte de vitesses, avec en plus la nécessité de réaliser une orientation angulaire de la pige de centrage 30 lors de sa mise en place. On peut en particulier réaliser des perçages 12 du volant moteur 4 présentant un jeu relativement important par rapport aux vis de serrage 50, ce qui évite 5 l'utilisation de tolérances réduites qui sont chères à produire. REVENDICATIONS1 - Système d'aide à l'assemblage d'une boîte de vitesses (20) sur un moteur thermique (2), comportant une pige de centrage (30), cette boîte de vitesses (20) comprenant un dispositif d'entrée (22) présentant sur son pourtour une série de perçages axiaux taraudés (24) qui doivent être alignés sur des perçages correspondants (12) d'un volant du moteur (4) afin d'engager dedans des vis de serrage (50), caractérisé en ce que la pige de centrage (30) comporte une extrémité arrière (32) prévue pour le centrage dans un des perçages axiaux (24) du dispositif d'entrée (22), et en avant de cette extrémité arrière (32) une bille (36) poussée radialement vers l'extérieur par un ressort (40), qui est positionnée axialement sur la pige de centrage (30) de manière à ce qu'après l'assemblage de la boîte de vitesses (20) sur le moteur (2), elle soit disposée dans l'épaisseur ou à l'avant du volant moteur (4). 2 - Système d'aide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité arrière (32) de la pige de centrage (30) comporte un diamètre réduit, suivi vers l'avant par un épaulement extérieur. 3 - Système d'aide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bille (36) est logée dans une douille (38) insérée dans un perçage radial de la pige de centrage (30). 4 - Système d'aide selon la revendication 3, caractérisé en ce que la douille (38) comporte un sertissage empêchant la bille (36) de sortir complètement. 5 - Système d'aide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (40) est un ressort hélicoïdal disposé derrière la bille (36). 6 - Procédé d'assemblage d'une boîte de vitesses (20) sur un moteur thermique (2), caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en place d'un système d'aide réalisant un positionnement d'un dispositif d'entrée (22) de cette boîte de vitesses (20) par rapport au volant (4) du moteur thermique (2), selon l'une quelconque des revendications précédentes.