Brevet FR3078756A1 — publié le 20190913

AGENCEMENT POUR L'ARRET AXIAL D'UN PIGNON SUR UN ARBRE L'invention concerne l'empilage des bagues et des pignons, sur un arbre de boîte de vitesses de véhicule automobile. Plus précisément, elle a pour objet un agencement pour l'arrêt axial d'un pignon tournant fou sur un arbre autour d'une cage à aiguilles engagée sur l'arbre à proximité d'un pignon fixe. Cet agencement comprend une portée cylindrique de l'arbre formant support pour la cage à aiguilles sur un premier tronçon de l'arbre, et un pignon fixe de diamètre supérieur à la portée de la cage à aiguilles, taillé dans la masse de l'arbre, sur un tronçon adjacent à celle-ci. Dans les boîtes de vitesses, dites mécaniques (ou robotisées), à arbres parallèles, les différents rapports de réduction sont réalisés grâce à des couples de pignons en vis-à-vis, constamment en prise. Les couples de pignons engrenant mutuellement, sont constitués d'un pignon fixe et d'un pignon fou. En fonctionnement, la puissance mécanique ne transite que par un couple de pignons à la fois. Les pignons fous sont en liaison pivot avec l'arbre qui les guide en rotation. Cette liaison pivot se transforme en liaison complète lors de l'engagement de la vitesse correspondante. Les couples de pignons sont donc toujours en prise mutuelle, mais aucun ne transmet le mouvement d'un arbre à l'autre tant que sa liaison pivot n'a pas été transformée en liaison complète par le système d'engagement de vitesse. La liaison pivot entre un pignon fou 1 et son arbre 2, peut être directe, c'est-à-dire sans pièce interposée. Ce montage, illustré par la figure 1, est le plus simple. On peut l'adopter dans des conditions particulièrement favorables, où peu d'efforts transitent par le pignon fou. Il requiert cependant une bonne lubrification entre le pignon fou et l'arbre, pour limiter les frottements entre ces deux pièces et les pertes énergétiques induites. La liaison entre l'arbre 2 et le pignon fou 1, fait - 2 souvent intervenir une bague intermédiaire 3, sans ou avec rebord radial 3a, comme sur les figures 2A et 2B. Cette bague permet de réduire les frottements, lorsque le pignon fou possède un mouvement relatif par rapport à l'arbre. 5 Lorsque le pignon fou subit des conditions plus sévères, on recourt à une cage à aiguilles 4, comme sur les figures 3A et 3B. La cage à aiguilles 4 disposée entre le pignon fou et l'arbre, limite encore les frottements. Cependant, elle requiert un très bon état de surface des zones de roulement. 10 Dans de nombreux cas, une bague intermédiaire 3 est nécessaire entre la cage à aiguilles 4 et l'arbre (cf. figure 3A). La bague empêche aussi les aiguilles de se déplacer axialement. Si l'état de surface de l'arbre est suffisamment propre pour accueillir directement les aiguilles, la bague n'est pas 15 nécessaire. Les aiguilles portent alors directement sur l'arbre (cf. figure 3B). Lorsque le pignon fou est adjacent d'une denture fixe de l'arbre, par exemple celle d'un pignon d'attaque, on place souvent une rondelle, entre le pignon fou et la denture. La 20 rondelle reprend les efforts axiaux qui transitent par les pignons, notamment dans la phase d'engagement du pignon fou sur l'arbre, lors d'un passage de vitesses. Pour résister dans le temps aux efforts axiaux, la rondelle ne doit pas travailler à la fois en pression et en 25 frottement. On cherche à interdire la rotation, entre la rondelle et le pignon fou, ou entre la rondelle et l'arbre. Il est possible de réaliser des cannelures sur l'arbre, et de monter sur celles-ci une rondelle cannelée sur son diamètre intérieur. Mais les cannelures restent difficiles à réaliser, 30 car il faut conserver une portée lisse très précise, pour le roulage des aiguilles. La présente invention vise à assurer l'arrêt axial du pignon fou sur son arbre. Dans ce but, elle propose que le pignon fou présente une 35 découpe annulaire faisant face au pignon fixe, dans laquelle est encastrée une rondelle d'arrêt axial du pignon fou immobilisée en rotation sur celui-ci. De préférence, la rondelle porte sur l'arbre à côté de la - 3 cage à aiguilles. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur 5 lesquels : - la figure 1 montre un pignon fou en liaison directe sur son arbre, - les figures 2A et 2B montrent un pignon fou porté par une bague intermédiaire, 10 - les figures 3A et 3B montrent un pignon fou tournant sur une cage à aiguilles, avec et sans bague intermédiaire, et - la figure 4 illustre l'invention. Sur la figure 4, on retrouve un arbre de boîte de vitesses 2, présentant une denture 5a de pignon fixe 5, par 15 exemple de pignon d'attaque, taillée dans sa masse. Le pignon fou voisin 1, est guidé en rotation par une cage à aiguilles 4. Dans cet agencement, le pignon 1 tourne fou sur l'arbre 2, autour de la cage à aiguilles 4 engagée sur l'arbre 2, à proximité du pignon fixe 5. L'agencement comprend une portée 20 cylindrique 2a de l'arbre, formant support pour la cage à aiguilles sur un premier tronçon de l'arbre. Le pignon fixe 5 présente un diamètre supérieur à la portée cylindrique de la cage à aiguilles. Il est taillé sur un tronçon de l'arbre, adjacent à celle-ci. Les aiguilles roulent directement sur 25 l'arbre. Le pignon fou 2 présente une découpe annulaire la, lb, faisant face au pignon fixe 5, dans laquelle est encastrée une rondelle d'arrêt axial 6 du pignon fou. La rondelle 6 est immobilisée en rotation sur le pignon fou 1. La découpe libère 30 un logement annulaire pour la rondelle. La découpe présente deux bords orthogonaux : une face latérale la faisant face au pignon fixe, et une face lb cylindrique orthogonale à celle-ci, s'étendant sous un rebord latéral lc du pignon fou, qui s'avance axialement en direction du pignon fixe 5. 35 La rondelle 6 est positionnée dans la découpe, entre le pignon fou 1 et le pignon fixe 5. Elle porte sur l'arbre, à côté de la cage à aiguilles 4. Elle est en appui axial sur la 4 face latérale la de la découpe du pignon fou. Sa portée cylindrique extérieure est coiffée par le rebord axial lc du pignon fou. Conformément à l'invention, la rondelle est fixée sur le pignon fou par le rebord lc de celui-ci, sur sa face 5 cylindrique lb. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, elle est frettée sur la face cylindrique lb du rebord latéral lc du pignon. Le frettage 7 est réalisé sur sa portée cylindrique extérieure, sous le rebord du pignon fou. 10 Cette solution respecte l'ensemble des contraintes du système, en interdisant notamment la rotation relative de la rondelle et du pignon fou. Le principal avantage de l'invention est de réaliser le guidage en rotation du pignon fou par une cage à aiguilles dans un encombrement optimal, en assurant la 15 reprise d'effort axial entre le pignon fou et le pignon fixe par une rondelle intercalaire. L'invention porte sur l'agencement pour l'arrêt axial d'un pignon fou décrit ci-dessus, sur un empilage de pignons présentant un tel agencement, REVENDICATIONS1. Agencement pour l'arrêt axial d'un pignon (1) tournant fou sur un arbre (2) autour sur une cage à aiguilles 5 (4) engagée sur l'arbre à proximité d'un pignon fixe (5), comprenant une portée cylindrique (2a) de l'arbre formant support pour la cage à aiguilles (4) du pignon fou (1) sur un premier tronçon de l'arbre, et un pignon fixe (5) de diamètre supérieur à la portée de la cage à aiguilles, taillé dans la 10 masse de l'arbre, sur un tronçon adjacent à celle-ci, caractérisé en ce que le pignon fou (1) présente une découpe annulaire (la,lb) faisant face au pignon fixe (5), dans laquelle est encastrée une rondelle (6) d'arrêt axial du pignon fou (1), immobilisée en rotation sur celui-ci. 15 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle porte sur l'arbre à côté de la cage à aiguilles. 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la découpe (1a, lb) est ménagée sous un rebord 20 latéral (1c) du pignon fou s'avançant axialement en direction du pignon fixe (5). 4. Agencement selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la découpe (1a, lb) présente une face latérale (1a) faisant face au pignon fixe et une face 25 cylindrique (lb) orthogonale à celle-ci, s'étendant sous le rebord (1c) du pignon fou. 5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle est fixée sur le pignon fou (1) sous le rebord (1c) de celui-ci. 30 6. Agencement selon la revendication 5, caractérisée en ce que rondelle est fixée sur la face cylindrique (lb) du rebord latéral (1c) du pignon. 7. Agencement selon la revendication 4, 5, ou 6, caractérisé en ce que la rondelle (6) est frettée sur la face 35 cylindrique (lb) du rebord latéral (1c) du pignon. 8. Agencement selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la rondelle (6) est en appui axial sur la face latérale (lb) de la découpe du pignon fou. - 6 9. Empilage de pignons sur un arbre de boîte de vitesses, caractérisé en ce qu'il présente un agencement conforme à l'une des revendications précédentes. 10. Boîte de vitesses caractérisée en ce qu'elle comporte 5 au moins un empilage de pignons selon la revendication 9.