Brevet FR3085455A1 — publié le 20200306

OUTIL D'ALIGNEMENT ANGULAIRE DE CANNELURES D'UN ARBRE CANNELE AVEC DES CANNELURES DE FORME COMPLEMENTAIRE D'UN MOYEU D'ACCOUPLEMENT [0001] La présente invention porte principalement sur un outil d'alignement angulaire de cannelures d'un arbre cannelé avec des cannelures de forme complémentaire d'un moyeu d'accouplement. [0002] La présente invention concerne d'une manière générale la procédure d'accostage d'un moteur thermique et d'une boîte de vitesses pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile. [0003] Lors de la phase d'accostage d'un moteur thermique et de la boîte de vitesses mécanique en usine terminale, les cannelures de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses doivent s'engager avec les cannelures du moyeu central d'un embrayage notamment à friction porté par le volant moteur du moteur thermique. [0004] Cependant, il peut arriver qu'un tel engagement soit difficile à réaliser et plusieurs méthodes ont déjà été proposées pour corriger ce défaut d'engagement. [0005] Suivant une première méthode, un opérateur manipule la boîte de vitesses supportée par une grue d'atelier par l'intermédiaire d'élingues pour tenter d'engager les cannelures de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses dans les cannelures du moyeu d'embrayage de friction associé au moteur thermique reposant sur une table du poste d'accostage. [0006] Cette méthode risque d'endommager le moyeu central cannelé de l'embrayage à friction pouvant générer une usure prématurée des cannelures et/ou un mauvais coulissement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses en fonctionnement. En outre, l'endommagement de ce moyeu peut amener le conducteur du véhicule à des difficultés de passage de vitesse. [0007] Selon une autre méthode, l'opérateur fait tourner manuellement l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses portée par une grue d'atelier par l'intermédiaire d'élingues pour tenter d'engager les cannelures de l'arbre d'entrée dans les cannelures du moyeu central cannelé de l'embrayage à friction du moteur thermique reposant sur une table du poste d'accostage. 2 [0008] Cette méthode a pour inconvénient de polluer et de retirer la graisse déposée en usine mécanique sur les cannelures de l'arbre d'entrée, d'où un risque de corrosion pouvant générer une usure prématurée des cannelures et/ou un mauvais coulissement de l'arbre d'entrée en fonctionnement du véhicule. En outre, cette méthode peut occasionner un grippage de l'arbre d'entrée dans le moyeu d'embrayage à friction et/ou une pollution des garnitures de friction par centrifugation avec pour conséquence le patinage et l'usure prématurée des garnitures de friction de l'embrayage en fonctionnement du véhicule. [0009] Selon une troisième méthode plus sophistiquée, un opérateur utilise un outil permettant de faire tourner le différentiel de la boîte de vitesses mécanique qui est élinguée, 10 l'outil étant différent suivant les usines terminales. [0010] Plus précisément, cette méthode comprend les étapes de: 1/ retirer l'obturateur de sortie différentiel gauche de la boîte de vitesses; 2/ engager un rapport de vitesses de la boîte de vitesses, la boîte étant livrée en position neutre; 15 3/ mettre en place l'outil de rotation du différentiel; 4/ effectuer une rotation du différentiel de la boîte de vitesses via l'outil qui, par le train d'engrenage, fait tourner l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; 5/ engager la boîte de vitesses sur le moteur; 6/ retirer l'outil; et 20 7/ remettre en place l'obturateur de sortie du différentiel gauche. [0011] Si l'engagement de la boîte de vitesses sur le moteur ne peut s'effectuer à cause du défaut d'engagement des cannelures de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec les cannelures du moyeu central de l'embrayage à friction, les étapes précédentes 4/ et 5/ doivent être renouvelées jusqu'à ce que l'engagement de la boîte de vitesses du moteur 25 puisse s'effectuer correctement. [0012] Cette méthode est chronophage et peut occasionner un risque important d'endommagement du joint de sortie du différentiel gauche. En outre, cette méthode ne fonctionne pas pour les boîtes de vitesses mécaniques pilotées et à double embrayage car il n'est pas possible d'engager un rapport sans alimentation électrique. Enfin, elle peut provoquer une fuite d'huile de la boîte de vitesses au niveau du joint de transmission lors du fonctionnement du véhicule. 3 [0013] Par ailleurs, le document FR3029166 décrit un dispositif d'indexation relative des cannelures d'un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses et d'un moyeu central d'un embrayage de moteur pour véhicule automobile. Toutefois, ce dispositif est complexe à réaliser et à utiliser, dans la mesure où il comporte plusieurs pièces dont un axe de pivot à insérer dans un trou de fixation pour faire levier et une lumière pour le réglage de l'entraxe. En outre, ce dispositif est basé sur l'application d'un couple sur une couronne de démarrage et ne peut donc pas s'appliquer à des moteurs thermiques dépourvus d'une telle couronne. [0014] La présente invention vise à remédier efficacement aux inconvénients des méthodes et des outils connus en proposant un outil d'alignement angulaire de cannelures 10 d'un arbre cannelé ayant des cannelures de forme complémentaire d'un moyeu d'accouplement, caractérisé en ce que l'outil comporte: - une portion d'extrémité ayant une forme adaptée aux cannelures de l'arbre cannelé apte à assurer une transmission d'un couple à l'arbre cannelé pour aligner ses cannelures avec celles du moyeu d'accouplement et configurée pour autoriser une extraction radiale de l'outil 15 après alignement des cannelures de l'arbre cannelé, - un manche, et - une poignée destinée à être manipulée par un opérateur pour réaliser une extraction radiale de l'outil. [0015] L'invention permet ainsi d'agir directement sur l'arbre cannelé sans dégradation 20 des cannelures de l'organe de couplage ou de l'arbre cannelé, sans introduction de pollution sur l'interface cannelée entre l'arbre cannelé et l'organe de couplage, et sans retrait de graisse des cannelures. En outre, l'invention étant prête à l'emploi pour les opérateurs en usine d'assemblage, elle permet d'obtenir un gain en temps de montage en usine au poste d'accostage moteur-boîte de vitesses. L'invention présente également un caractère 25 économique, dans la mesure où elle est aisée à réaliser et à faible coût. [0016] Selon une réalisation, la portion d'extrémité comporte deux bras fixes en vis-à-vis l'un de l'autre munis de picots destinés à s'insérer entre les cannelures de l'arbre cannelé. [0017] Selon une réalisation, un espace entre des extrémités libres des deux bras à l'état non contraint est inférieur au diamètre de l'arbre cannelé pour sécuriser un positionnement 30 de l'outil autour de l'arbre cannelé. 4 [0018] Selon une réalisation, les bras sont configurés pour autoriser, par déformation élastique, une extraction de l'outil par rapport à l'arbre cannelé lorsqu'un effort radial est appliqué sur l'outil. [0019] Selon une réalisation, une section d'un bras diminue lorsque l'on se déplace vers son extrémité libre. [0020] Selon une réalisation, l'outil est réalisé dans un matériau à base de plastique ayant une épaisseur inférieure à 5mm et valant environ 3mm. [0021] Selon une réalisation, la portion d'extrémité comporte un bras unique en forme de crochet. 10 [0022] Selon une réalisation, la poignée d'extraction présente une forme de boucle autorisant un passage d'au moins une partie d'une main d'un opérateur. [0023] Selon une réalisation, la poignée d'extraction présente au moins une portion transversale par rapport au manche ayant notamment une forme de crochet. [0024] L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'une boîte de 15 vitesses avec un moteur thermique caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape de mise en place d'un outil, tel que précédemment définie, autour d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, - une étape d'accostage de la boîte de vitesses à proximité d'un moyeu d'accouplement associé au moteur thermique, 20 - une étape de manipulation d'un manche de l'outil pour exercer une rotation de l'arbre d'entrée, de façon à faire engrener des cannelures de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec des cannelures complémentaires du moyeu d'accouplement, et - une étape d'extraction de l'outil et d'engagement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses dans le moyeu d'accouplement. 25 [0025] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0026] Les figures 1a et lb sont des représentations schématiques de variantes d'un premier mode de réalisation d'un outil selon l'invention d'alignement angulaire de cannelures 5 d'un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses avec des cannelures de forme complémentaire d'un moyeu d'accouplement; [0027] Les figures 2a à 2d sont des vues de côté des différentes étapes d'assemblage d'une boîte de vitesses et d'un moteur thermique à l'aide de l'outil des figures 1 a et 1 b; 5 [0028] La figure 3a est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un outil selon la présente invention; [0029] La figure 3b est une représentation schématique illustrant les différents mouvements à réaliser pour extraire l'outil de la figure 3a. [0030] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence 10 d'une figure à l'autre. [0031] La figure 2a montre un outil 10 d'alignement angulaire de cannelures 11 d'un arbre d'entrée 12 d'une boîte de vitesses 13 avec des cannelures de forme complémentaire d'un moyeu d'accouplement 15 entre un moteur thermique 16 et la boîte de vitesses 13. Le moyeu d'accouplement 15 pourra être par exemple un moyeu de friction d'embrayage ou 15 tout autre moyeu d'accouplement adapté à l'application. [0032] Comme on peut le voir plus précisément sur les figures la et lb, cet outil 10 comporte une portion d'extrémité 18 ayant une forme adaptée aux cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 apte à assurer une transmission d'un couple à l'arbre d'entrée 12 pour aligner ses cannelures 11 avec celles du moyeu d'accouplement 15 et 20 configurée pour autoriser une extraction radiale de l'outil 10 après alignement des cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12. [0033] Dans les exemples représentés, la portion d'extrémité 18 comporte deux bras 20 fixes en vis-à-vis l'un de l'autre issus d'un manche 21. Ces bras 20 sont munis de picots 22 destinés à s'insérer entre les cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 25 13. Les picots 22 pourront éventuellement comporter des chanfreins pour faciliter le montage de l'outil 10 sur l'arbre d'entrée 12. [0034] Un espace 24 entre des extrémités libres des deux bras 20 à l'état non contraint est inférieur au diamètre de l'arbre d'entrée 12 cannelé de la boîte de vitesses 13 pour sécuriser un positionnement de l'outil 10 autour de l'arbre 12. Les bras 20 sont configurés 30 pour autoriser, par déformation élastique, une extraction de l'outil 10 par rapport à l'arbre 6 d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 lorsqu'un effort radial est appliqué sur l'outil 10. En effet, un tel effort a pour effet d'écarter, par déformation élastique, les deux bras 20 l'un de l'autre de manière à autoriser le passage de l'arbre d'entrée 12 entre les deux bras 20 pour dégager l'outil 10. L'effort d'extraction doit être acceptable pour l'opérateur qui va répéter l'opération au moins deux fois par minute. Une section d'un bras 20 diminue lorsque l'on se déplace vers son extrémité libre afin de faciliter le retrait de l'outil 10. [0035] Avantageusement, la portion 25 de l'outil 10 s'étendant entre les deux bras 20 est conformée pour faciliter le centrage de l'outil 10 sur l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 et apporter un soutien à la transmission de couple en étant muni d'appui et/ou de picots 10 22 supplémentaires entre les cannelures 11. [0036] Le manche 21 de l'outil 10 présente une longueur, mesurée radialement sur la figure 2a par rapport à l'axe X de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesse 13, qui est supérieure à celle d'un carter de la boîte de vitesses 13 lorsque la portion d'extrémité 18 est en prise avec l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13. Autrement dit, la longueur du 15 manche 21 est suffisante pour dépasser du carter lorsque l'outil 10 est en place sur l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 de façon à pouvoir être manipulé par l'opérateur. En outre, le manche 21 présente une largeur permettant de transmettre un couple suffisant à l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13. De préférence, le manche 21 est peu épais et dispose d'une surface sans angularités pour ne pas interférer avec les pièces environnantes 20 lors de la phase d'accostage de la boîte de vitesses 13. [0037] Comme visible sur la figure 2a, le manche 21 pourra présenter un décrochement 26 dans une zone intermédiaire pour s'adapter à des formes environnantes, tel que le carter de la boîte de vitesses 13. Alternativement, le manche 21 ne présente pas de décrochement 26 et est suffisamment flexible pour s'adapter aux formes environnantes. 25 [0038] En outre, une poignée 28 est destinée à être manipulée par un opérateur pour réaliser une extraction radiale de l'outil 10. Comme on peut le voir sur les figures la et 1b, la poignée d'extraction 28 pourra présenter une forme de boucle autorisant le passage d'au moins une partie d'une main d'un opérateur. La poignée 28 pourra également présenter au moins une portion transversale 29 par rapport au manche 21 ayant notamment une forme 30 de crochet. Dans l'exemple non limitatif représenté sur la figure 1 a, la poignée 28 comporte deux portions transversales 29 en forme de crochet. 7 [0039] Le matériau de l'outil 10 est choisi de façon à ne pas endommager les cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13, à ne pas libérer de particules pouvant endommager le système en usage, et à ne pas endommager les autres pièces en contact lors de l'extraction. Avantageusement, l'outil 10 est réalisé dans un matériau à base de plastique ayant une épaisseur inférieure à 5mm et valant environ 3mm plus ou moins 10%. Cela permet de limiter au maximum les interférences lors du montage de la boîte de vitesses 13 tout en facilitant le retrait de l'outil 10. [0040] On décrit ci-après, en référence avec les figures 2a à 2d, un procédé d'assemblage d'une boîte de vitesses 13 avec un moteur thermique 16 à l'aide de l'outil 10 selon l'invention. 10 [0041] Comme on peut le voir sur la figure 2a, l'outil 10 est mis en place autour de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13, De préférence, l'outil 10 est mis en place avant le graissage de l'arbre d'entrée 12 pour éviter de retirer de la graisse dudit arbre 12. [0042] Comme cela est montré sur la figure 2b, la boîte de vitesses 13 est accostée à proximité d'un moyeu d'accouplement 15 associé au moteur thermique 16. 15 [0043] Comme cela est montré sur la figure 2c, l'opérateur peut ensuite manipuler le manche 21 de l'outil 10 verticalement suivant les flèches F1 pour exercer une légère rotation de l'arbre d'entrée 12 suivant la flèche F2, de façon à faire engrener les cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 avec les cannelures complémentaires du moyeu d'accouplement 15. Une rotation de plus ou moins 10 degrés maximum est suffisante 20 pour indexer les dents des cannelures 11 les unes par rapport aux autres. [0044] Comme cela est montré sur la figure 2d, l'opérateur peut ensuite extraire l'outil 10 en tirant radialement sur la poignée 28 suivant la flèche F3 et engager l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 dans le moyeu d'accouplement 15. [0045] L'extraction de l'outil 10 est effectuée de préférence alors qu'il reste quelques 25 millimètres de course à effectuer, notamment au moins 3mm. Ces opérations pourront par exemple être répétées deux fois par minutes. [0046] En variante, comme cela est illustré par les figures 3a et 3b, la portion d'extrémité 18 de l'outil 10 comporte un bras 20 unique en forme de crochet. Le bras 20 comporte au moins une dent 31 destinée à s'insérer entre deux cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12 de 30 la boîte de vitesses 13. 8 [0047] Cette forme nécessite toutefois une manipulation plus complexe pour dégager l'outil 10 de l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 13 avant de pouvoir l'extraire. En effet, il est nécessaire de réaliser dans un premier temps une rotation suivant la flèche F4 pour dégager la partie inférieure de l'outil 10, puis une première translation suivant la flèche F5 pour dégager la dent 31 des cannelures 11 de l'arbre d'entrée 12, et une deuxième translation suivant la flèche F6 pour dégager l'ensemble de l'outil 10 et finaliser l'assemblage de la boîte de vitesses 13 avec le moteur thermique 16. [0048] En outre, si l'outil 10 est réalisé en métal et est réutilisable, il existe un risque de pollution des cannelures 11 de l'arbre d'entrée REVENDICATIONS1. Outil (10) d'alignement angulaire de cannelures (11) d'un arbre cannelé (12) ayant des cannelures de forme complémentaire d'un moyeu d'accouplement (15), caractérisé en ce que ledit outil (10) comporte: - une portion d'extrémité (18) ayant une forme adaptée aux cannelures (11) de l'arbre cannelé (12) apte à assurer une transmission d'un couple à l'arbre cannelé (12) pour aligner ses cannelures (11) avec celles du moyeu d'accouplement (15) et configurée pour autoriser une extraction radiale de l'outil (10) après alignement des cannelures (11) de l'arbre cannelé (12), - un manche (21), et - une poignée (28) destinée à être manipulée par un opérateur pour réaliser une extraction radiale de l'outil (10). 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'extrémité (18) comporte deux bras (20) fixes en vis-à-vis l'un de l'autre munis de picots (22) destinés à s'insérer entre les cannelures (11) de l'arbre cannelé (12). 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un espace (24) entre des extrémités libres des deux bras (20) à l'état non contraint est inférieur au diamètre de l'arbre cannelé (12) pour sécuriser un positionnement de l'outil (10) autour de l'arbre cannelé (12). 4. Outil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les bras (20) sont configurés pour autoriser, par déformation élastique, une extraction de l'outil (10) par rapport à l'arbre cannelé (12) lorsqu'un effort radial est appliqué sur l'outil (10). 5. Outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une section d'un bras (20) diminue lorsque l'on se déplace vers son extrémité libre. 6. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un matériau à base de plastique ayant une épaisseur inférieure à 5mm et valant environ 3mm. 7. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'extrémité (18) comporte un bras (20) unique en forme de crochet. 10 8. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la poignée d'extraction (28) présente une forme de boucle autorisant un passage d'au moins une partie d'une main d'un opérateur. 9. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la poignée d'extraction (28) présente au moins une portion transversale (29) par rapport au manche (21) ayant notamment une forme de crochet. 10. Procédé d'assemblage d'une boîte de vitesses (13) avec un moteur thermique (16) caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape de mise en place d'un outil (10), tel que défini selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes, autour d'un arbre d'entrée (12) de la boîte de vitesses (13), - une étape d'accostage de la boîte de vitesses (13) à proximité d'un moyeu d'accouplement (15) associé au moteur thermique (16), - une étape de manipulation d'un manche (21) de l'outil (10) pour exercer une rotation de l'arbre d'entrée (12), de façon à faire engrener des cannelures (11) de l'arbre d'entrée 15 (12) de la boîte de vitesses (13) avec des cannelures complémentaires du moyeu d'accouplement (15), et - une étape d'extraction de l'outil (10) et d'engagement de l'arbre d'entrée (12) de la boîte de vitesses (13) dans le moyeu d'accouplement (15). 20