FR2811731A1 - IDLER GEAR FOR GEARBOX AND ASSEMBLY METHOD THEREOF - Google Patents

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Abstract

The invention concerns an idle pinion (100) for a gearbox comprising two parts (101, 102) fixed to each other, whereof a first part (101) consisting of a wheel with an axial passage (103) and outer gear teeth (104) designed to mesh with gear teeth of another shaft of the box, and a second part (102) consisting of a hub with a cylindrical section (117) engaged in the axial passage (103) of the first part (101), a conical synchronising section (114), an annular projecting section (115) forming a stop for the first part and supporting jaw clutching teeth (116). The invention is characterised in that the cylindrical section (117) is delimited on the annular section side by an annular groove (120) designed to receive a closed brazing bead (119) and has fine longitudinal threads (117a) parallel to the axis of rotation of the pinion the latter forming a network of capillary conduits channelling the liquid brazing metal.

Description

PIGNON FOU POUR BOITE DE VITESSES ETCRAZY GEAR FOR GEARBOX AND

PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE CELUI-CIMETHOD OF ASSEMBLING THE SAME

L'invention se rapporte aux boîtes de vitesses  The invention relates to gearboxes

mécaniques, notamment pour véhicule automobile.  mechanical, in particular for a motor vehicle.

Elle concerne l'assemblage de deux éléments en une pièce mécanique rigide capable de transmettre des couples élevés, telle qu'un pignon fou de boite de vitesses mécanique,  It relates to the assembly of two elements into a rigid mechanical part capable of transmitting high torques, such as a idler gear of a mechanical gearbox,

notamment pour véhicule automobile.  especially for a motor vehicle.

Plus précisément, cette invention a pour objet un pignon fou pour boîte de vitesses en deux parties fixées l'une à l'autre, dont une première partie formée par une roue qui présente un passage axial et une denture extérieure destinée à être en prise avec une denture d'un autre arbre de la boîte, et une seconde partie formée par un moyeu qui présente une section cylindrique engagée dans le passage axial de la première partie, une section annulaire en saillie formant butée pour la première partie du pignon et supportant une denture de crabotage, et une section conique de synchronisation. La publication US 3678 557 décrit plusieurs modes de réalisation d'un pignon fou en deux parties. Elle propose notamment de rapporter un crabot ou un cône-crabot sur une  More specifically, the subject of this invention is a idler gear for a two-part gearbox fixed to one another, including a first part formed by a wheel which has an axial passage and an external toothing intended to be engaged with a toothing of another shaft of the box, and a second part formed by a hub which has a cylindrical section engaged in the axial passage of the first part, an annular projecting section forming a stop for the first part of the pinion and supporting a interconnection teeth, and a conical synchronization section. The publication US 3678 557 describes several embodiments of a two-part idler gear. It proposes in particular to bring back a dog or a dog-cone on a

roue dentée, ou de rapporter une roue dentée sur un moyeu-  gear wheel, or to attach a gear wheel to a hub

cône-crabot. Selon cette publication, les deux parties du pignon peuvent être réalisées en matériaux différents, par exemple un acier forgé ou usiné pour la roue dentée, et un acier fritté pour le crabot rapporté, le cône-crabot, ou le -2 - moyeu-cône-crabot. Enfin, la fixation des deux parties du  cone clutch. According to this publication, the two parts of the pinion can be made of different materials, for example a forged or machined steel for the toothed wheel, and a sintered steel for the attached dog, the cone-dog, or the -2 - hub-cone -crabot. Finally, fixing the two parts of the

pignon est effectuée par soudure à faisceau d'électrons.  pinion is made by electron beam welding.

La soudure par faisceau d'électrons n'offre pas toutes les garanties de précision et de fiabilité souhaitées pour l'assemblage de pignons. De plus, l'intégration de ce mode de fixation dans un process d'usinage et de montage de pignons  Electron beam welding does not offer all the guarantees of precision and reliability desired for the assembly of pinions. In addition, the integration of this method of fixing in a process of machining and mounting pinions

requiert une forte technicité.requires strong technical skills.

La présente invention vise à réaliser des pignons de boîte de vitesse en deux parties, une roue dentée et un moyeu, de compositions différentes particulièrement rigides et capables de transmettre des couples élevés, selon un procédé d'assemblage directement applicable dans une unité  The present invention aims to produce gearbox gears in two parts, a toothed wheel and a hub, of different particularly rigid compositions and capable of transmitting high torques, according to an assembly method directly applicable in a unit.

de fabrication conventionnelle.conventional manufacturing.

Dans ce but, elle propose qu'une section cylindrique du moyeu soit délimitée du côté de la section annulaire par une gorge annulaire destinée à recevoir un jonc de brasure fermé, et possède de fines stries longitudinales parallèles à l'axe de rotation du pignon formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide Selon l'invention, le flanc de la section annulaire se raccordant à la section cylindrique par la gorge annulaire possède également des stries radiales formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. De préférence, la section cylindrique est délimitée par un chanfrein sur son côté extérieur L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'un tel pignon incluant un traitement thermique qui comporte une étape de chauffage à première température supérieure à la température de fusion du -3- matériau de brasage, et une seconde étape de refroidissement à une température inférieure à la température de  To this end, it proposes that a cylindrical section of the hub is delimited on the side of the annular section by an annular groove intended to receive a closed solder ring, and has fine longitudinal grooves parallel to the axis of rotation of the pinion forming a network of capillary conduits intended to channel the solder in the liquid state According to the invention, the side of the annular section connecting to the cylindrical section by the annular groove also has radial grooves forming a network of capillary conduits intended to channel solder in the liquid state. Preferably, the cylindrical section is delimited by a chamfer on its outer side. The invention also relates to a method of assembling such a pinion including a heat treatment which comprises a step of heating to the first temperature above the melting point of the -3- brazing material, and a second step of cooling to a temperature below the temperature of

solidification de la brasure.solidification of the solder.

Conformément à l'invention, la première étape du traitement thermique dure le temps nécessaire à la propagation de la brasure dans l'ensemble des stries du pignon. La présente invention sera mieux comprise à la lecture  According to the invention, the first stage of the heat treatment lasts the time necessary for the propagation of the solder in all of the streaks of the pinion. The present invention will be better understood on reading

de la description suivante d'un mode de réalisation non  of the following description of an embodiment not

o0 limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une demi coupe axiale d'une première partie d'un pignon selon la présente invention; - la figure 2 représente une seconde partie d'un pignon fou selon la présente invention; - la figure 3 représente une demi coupe axiale de l'assemblage des première et deuxième parties précitées d'un pignon fou selon la présente invention et; - la figure 4 représente une vue en perspective du moyeu montrant les stries radiales et longitudinales et la  o0 limiting thereof, in conjunction with the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows an axial half section of a first part of a pinion according to the present invention; - Figure 2 shows a second part of a idler gear according to the present invention; - Figure 3 shows an axial half section of the assembly of the above first and second parts of a idler gear according to the present invention and; - Figure 4 shows a perspective view of the hub showing the radial and longitudinal grooves and the

gorge circulaire d'accueil de l'anneau de brasure.  circular groove for the solder ring.

En se reportant aux figures i à 3, on voit qu'on a représenté un pignon fou 100 de boîte de vitesses qui  Referring to Figures i to 3, we see that there is shown a idler gear 100 of gearbox which

comprend une première partie 101 et une seconde partie 102.  comprises a first part 101 and a second part 102.

Comme le montre la figure 1, la première partie 101 est constituée par une roue plate qui comprend un passage cylindrique axial 103 lisse, une denture réalisée à sa périphérie, ainsi que des évidements annulaires 105 et 106 réalisés dans ses flancs opposés, de telle sorte que cette roue -4présente, à l'extérieur des évidements 105 et 106 des surfaces annulaires radiales opposées 107 et 108 et, à l'intérieur de ces évidements 105 et 106, des surfaces radiales opposées 109 et 110. A l'extrémité du passage cylindrique 103 sont prévus des chanfreins de tailles différentes qui permettront de reconnaître le sens de la pièce pour sa mise en place sur les moyens d'usinage ou de finition  As shown in FIG. 1, the first part 101 is constituted by a flat wheel which comprises a smooth axial cylindrical passage 103, a toothing produced at its periphery, as well as annular recesses 105 and 106 produced in its opposite sides, so that that this wheel -4 has, outside the recesses 105 and 106, opposite radial annular surfaces 107 and 108 and, inside these recesses 105 and 106, opposite radial surfaces 109 and 110. At the end of the passage cylindrical 103 are provided chamfers of different sizes which will recognize the direction of the part for its establishment on the machining or finishing means

et pour son montage.and for its mounting.

En se reportant à la figure 2, on voit que la seconde partie 102 est formée par un moyeu qui comprend un alésage axial 113, et à sa périphérie, successivement, une section conique de synchronisation 114, une section annulaire en saillie 115 à la périphérie de laquelle est réalisée une denture de crabotage 116 et une section cylindrique 117 délimitée, du coté de la section annulaire 115, par une gorge annulaire 120 destinée à recevoir un jonc de brasure fermé 119, et du coté opposé par un chanfrein 121 pour faciliter le montage de la roue dentée. La section cylindrique 117 possède de fines stries longitudinales 117a, parallèles à l'axe de rotation de cette dernière et forment un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. La face 118 de la section annulaire possède également des stries radiales 118a formant un second réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état  Referring to FIG. 2, it can be seen that the second part 102 is formed by a hub which comprises an axial bore 113, and at its periphery, successively, a conical synchronization section 114, an annular projecting section 115 at the periphery from which is made a dog clutch 116 and a cylindrical section 117 delimited, on the side of the annular section 115, by an annular groove 120 intended to receive a closed solder ring 119, and on the opposite side by a chamfer 121 to facilitate the mounting the gear wheel. The cylindrical section 117 has fine longitudinal grooves 117a, parallel to the axis of rotation of the latter and form a network of capillary conduits intended to channel the solder in the liquid state. The face 118 of the annular section also has radial ridges 118a forming a second network of capillary conduits intended to channel the solder in the state

liquide.liquid.

On obtient ainsi un assemblage tel que représenté sur  An assembly is thus obtained as shown in

la figure 3 de la roue 101 montée sur le moyeu 102.  FIG. 3 of the wheel 101 mounted on the hub 102.

Ensuite, on effectue une opération de traitement thermique de cet assemblage, qui consiste dans une première étape à le chauffer à une température supérieure à la -5 - température de fusion du matériau de brasage 119, à maintenir cette température durant le temps nécessaire à la propagation de la brasure dans les stries prévues à cet effet, à diminuer la température à un valeur inférieure à la température de solidification de la brasure et qui correspond  Then, a heat treatment operation is carried out on this assembly, which consists in a first step in heating it to a temperature above the -5 - melting point of the brazing material 119, in maintaining this temperature for the time necessary for the propagation of the solder in the streaks provided for this purpose, to decrease the temperature to a value below the solidification temperature of the solder and which corresponds

à la température de traitement thermique proprement dit.  at the actual heat treatment temperature.

L'avantage de la brasure est de pouvoir solidariser deux matériaux de composition différente. L'avantage d'un moyeu en acier fritté forgé ou fritté est l'obtention sans io reprise d'usinage, de la denture de crabot 116 avec ses entrées de denture et les formes opposées d'antilachers, des  The advantage of soldering is that it can join two materials of different composition. The advantage of a forged or sintered sintered steel hub is the obtaining, without resumption of machining, of the claw teeth 116 with its toothing entries and the opposite forms of antilashers,

stries radiales 118a et longitudinales 117a et ainsi réduire son coût de fabrication.  radial grooves 118a and longitudinal grooves 117a and thus reduce its manufacturing cost.

-6--6-

Claims (1)

REVENDICATIONS [1] Pignon fou ( 100) pour boîte de vitesses comprenant deux parties (101, 102) fixées l'une à l'autre, dont une première partie (101) formée par une roue qui présente un passage axial (103) et une denture extérieure (104) destinée à être en prise avec une denture d'un autre arbre de la boîte, et une seconde partie (102) formée par un moyeu qui présente une section cylindrique (117) engagée dans le passage axial (103) de la première partie, une section annulaire en saillie (115) formant butée pour la première partie et supportant une denture de crabotage (116), et une section conique de synchronisation (114), caractérisé en ce que la section 1s cylindrique (117) est délimitée du côté de la section annulaire par une gorge annulaire (120) destinée à recevoir un jonc de brasure fermé (119), et possède de fines stries longitudinales (117a), parallèles à l'axe de rotation du pignon formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la brasure à l'état liquide. [2] Pignon fou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flanc de la section annulaire (115) se raccordant à la section cylindrique (117) sur la gorge annulaire(120) possède également des stries radiales (118a) formant un réseau de conduits capillaires destinés à canaliser la  [1] Idler pinion (100) for gearbox comprising two parts (101, 102) fixed to each other, including a first part (101) formed by a wheel which has an axial passage (103) and a external toothing (104) intended to be engaged with a toothing of another shaft of the box, and a second part (102) formed by a hub which has a cylindrical section (117) engaged in the axial passage (103) of the first part, a projecting annular section (115) forming a stop for the first part and supporting a dog clutch tooth (116), and a conical synchronization section (114), characterized in that the cylindrical section 1s (117) is delimited on the side of the annular section by an annular groove (120) intended to receive a closed solder ring (119), and has fine longitudinal grooves (117a), parallel to the axis of rotation of the pinion forming a network of conduits capillaries intended to channel the solder to the liquid state. [2] Idler gear according to claim 1, characterized in that the side of the annular section (115) connecting to the cylindrical section (117) on the annular groove (120) also has radial grooves (118a) forming a network capillary conduits intended to channel the brasure à l'état liquide.solder in the liquid state. - 7- [3] Pignon fou selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la section cylindrique (117) est délimitée par un chanfrein (121) sur son côté extérieur [4] Pignon fou selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé  - 7- [3] Idler pinion according to claim 1 or 2, characterized in that the cylindrical section (117) is delimited by a chamfer (121) on its outer side [4] Idler pinion according to claim 1, 2 or 3 , characterized en ce que la seconde partie (102) est en acier fritté.  in that the second part (102) is made of sintered steel. [5] Pignon fou selon la revendication 4, caractérisé en ce  [5] Idler gear according to claim 4, characterized in qua seconde partie (102) est en acier fritté forgé.  that the second part (102) is made of forged sintered steel. [6] Pignon fou selon l'une des revendications précédentes,  [6] Idler gear according to one of the preceding claims, caractérisé en ce que la première partie (101) est en acier forgé [7] Procédé d'assemblage d'un pignon fou conforme à l'une  characterized in that the first part (101) is made of forged steel [7] Method of assembling a idler gear according to one des revendications précédentes consistant à disposer un  of the preceding claims consisting of having a jonc de brasure (119) dans la gorge(120), à engager la première partie (101) du pignon sur la seconde (102), jusqu'à ce qu'elle vienne en appui contre la section annulaire (115) de celle-ci, et à effectuer un traitement thermique de cet assemblage qui comporte une étape de chauffage à première température supérieure à la température de fusion du matériau de brasage, et une seconde étape de refroidissement à une température inférieure à la température de solidification de la brasure (119), caractérisé en ce que la première étape dure le temps nécessaire à la propagation de la brasure  solder ring (119) in the groove (120), to engage the first part (101) of the pinion on the second (102), until it comes to bear against the annular section (115) of the latter ci, and to carry out a heat treatment of this assembly which comprises a heating step at first temperature above the melting temperature of the brazing material, and a second cooling step at a temperature below the solidification temperature of the brazing ( 119), characterized in that the first stage lasts the time necessary for the propagation of the solder dans l'ensemble des stries (117a, 118a) du pignon.  in all of the striations (117a, 118a) of the pinion.
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