FR2853377A1 - Synchroniseur de boite de vitesses notamment pour vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un synchroniseur de boîte de vitesses notamment pour véhicules automobiles.Le synchroniseur est caractérisé en ce que chaque poussoir à bille (15) est logé dans un perçage radial (7a) du manchon de crabotage (7) de manière que la bille (18) soit sollicitée élastiquement vers le moyeu (2) pour la mettre en appui, lorsque le manchon (7) occupe sa position de repos, sur la rampe d'armement (10a) de chaque bague de synchronisation (10).L'invention trouve application dans le domaine de l'automobile.

Description

La présente invention concerne un synchroniseur de

boîte de vitesses notamment pour véhicules automobiles.

Le fonctionnement d'un synchroniseur se compose de plusieurs phases à partir de la phase de point mort de la 5 transmission et comprenant la phase d'armement, la phase de synchronisation et la phase de crabotage.

A cet effet, le synchroniseur connu comprend un pignon monté libre en rotation sur un arbre; un moyeu solidaire de l'arbre; un manchon monté fixe en rotation 10 sur le moyeu et pouvant coulisser axialement relativement au moyeu entre une position de repos relativement distante du pignon et une position d'engagement relativement proche de ce pignon; une bague de synchronisation solidaire en rotation du moyeu, 15 axialement déplaçable entre le moyeu et le pignon, et comportant une portée conique de friction qui coopère avec une portée complémentaire du pignon lorsque la bague de synchronisation est poussée axialement vers ce pignon par des moyens d'entraînement; des dentures de crabotage 20 formées respectivement dans le manchon et sur le pignon et qui coopèrent pour accoupler le manchon au pignon quand le manchon occupe sa position d'engagement; et des moyens de positionnement du manchon dans sa position de repos.

Selon ce synchroniseur connu, les moyens d'entraînement de la bague de synchronisation vers le pignon comprennent au moins un poussoir radial à bille, dont la bille est sollicitée élastiquement vers la face intérieure du manchon, et au moins une rampe d'armement 30 formée sur la face intérieure du manchon et tournée vers le pignon, la rampe d'armement sollicitant axialement la bille vers le pignon quand le manchon est déplacé axialement vers ce dernier, le poussoir à bille déplaçant à son tour la bague de synchronisation.

Dans le cas d'un synchroniseur double, deux pignons sont montés sur un même axe de part et d'autre du moyeu et sont desservis chacun par un synchroniseur se partageant le même moyeu et le même manchon. Ainsi, le moyeu comprend un premier ensemble de poussoirs à billes associés à des rampes d'armement correspondantes et qui coopèrent avec la première bague de synchronisation 5 située du côté du premier pignon, et un second ensemble de poussoirs à billes en nombre identique, associés à des rampes d'armement correspondantes, et qui coopèrent avec la seconde bague de synchronisation située du côté du second pignon.

Un tel synchroniseur est décrit en particulier dans la demande de brevet français 2 663 708.

Cependant, selon ce synchroniseur connu, les billes agissent toutes alternativement pour effectuer l'armement de l'un ou de l'autre des deux synchroniseurs, ce qui 15 conduit lors du dégagement d'un des rapports de vitesses à provoquer sur le synchroniseur du rapport opposé un léchage nuisible correspondant à son armement.

En outre, la conception du synchroniseur connu aussi bien double qu'à un seul pignon est telle que le 20 positionnement du manchon dans sa position de repos n'est pas précis.

Le synchroniseur connu a également pour inconvénient d'être d'un fonctionnement et d'une structure relativement complexes.

La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des synchroniseurs connus en proposant un synchroniseur permettant le placement automatique du manchon dans sa position de repos ou de point mort et ayant une garde au léchage plus précise, 30 permettant une réduction de la traînée de boîte de vitesses, c'est-à-dire améliorant le rendement de fonctionnement.

A cet effet, selon l'invention, le synchroniseur de boîte de vitesses, comprenant un pignon monté libre en 35 rotation sur un arbre; un moyeu solidaire de l'arbre; un manchon monté fixe en rotation sur le moyeu et pouvant coulisser axialement relativement au moyeu entre une :3 position de repos relativement distante du pignon et une position d'engagement relativement proche de ce pignon; une bague de synchronisation solidaire en rotation du moyeu, axialement déplaçable entre le moyeu et le pignon, 5 et comportant une portée conique de friction qui coopère avec une portée complémentaire du pignon lorsque la bague de synchronisation est poussée axialement vers ce pignon par des moyens d'entraînement; des dentures de crabotage formées respectivement dans le manchon et sur le pignon 10 et qui coopèrent pour accoupler le manchon au pignon quand le manchon occupe sa position d'engagement; et des moyens de positionnement du manchon dans sa position de repos; les moyens d'entraînement de la bague de synchronisation vers le pignon comprenant au moins un 15 poussoir radial à bille situé dans un plan médian perpendiculaire à l'arbre, et dont la bille est sollicitée radialement par un organe élastique, tel qu'un ressort, et coopère avec une rampe d'armement pour que l'ensemble poussoir à bille et rampe d'armement se 20 déplace axialement vers le pignon lorsque le manchon est déplacé axialement vers ce pignon, lors de la phase d'armement; et qui est caractérisé en ce que le poussoir à bille est logé dans un perçage radial du manchon de manière que l'organe élastique sollicite la bille 25 radialement vers le moyeu pour la mettre en appui, lorsque le manchon occupe sa position de repos, sur la rampe d'armement qui s'étend de façon descendante du pignon vers le plan médian et qui est formée à l'extrémité libre d'une patte axiale solidaire de la 30 bague de synchronisation en chevauchant la face externe arquée d'une âme du moyeu située entre deux secteurs dentés de la denture du moyeu.

De préférence, les moyens de positionnement du manchon dans sa position de repos comprennent au moins un 35 poussoir radial à bille situé dans le plan médian perpendiculaire à l'arbre, logé dans un perçage radial du manchon, et dont la bille est sollicitée radialement par un organe élastique, tel qu'un ressort, dans une cavité conique radiale réalisée dans la face externe arquée de l'âme du moyeu située entre deux secteurs dentés de la denture du moyeu.

Avantageusement, le synchroniseur comprend trois poussoirs à billes d'entraînement de la bague de synchronisation, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation de l'arbre et coopérant avec respectivement trois rampes descendantes formées aux extrémités libres 10 de trois pattes axiales solidaires de la bague de synchronisation et chevauchant respectivement trois faces externes arquées de l'âme du moyeu régulièrement réparties autour de l'axe de rotation de l'arbre et situées respectivement entre trois paires distinctes de 15 secteurs dentés de la denture du moyeu.

De préférence, on prévoit trois poussoirs à billes de positionnement du manchon dans sa position de repos, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation de l'arbre, logés respectivement dans trois perçages radiaux 20 du manchon, et dont les billes sont sollicitées élastiquement respectivement dans trois cavités coniques radiales réalisées dans trois faces externes arquées de l'âme du moyeu régulièrement réparties autour de l'axe de rotation de l'arbre et situées respectivement entre trois 25 paires distinctes de secteurs dentés de la denture du moyeu, deux secteurs dentés de chaque paire entre lesquels est réalisée une cavité conique étant diamétralement opposés respectivement aux deux secteurs dentés de chaque paire entre lesquelles est située une 30 patte axiale de la bague de synchronisation.

Selon un mode de réalisation, chaque poussoir à bille comprend un fût cylindrique fixé dans le perçage radial du manchon et l'ensemble constitué par l'organe élastique et la bille est logé coaxialement dans le fût, 35 la bille étant rappelée par l'organe élastique sur un bord annulaire rabattu intérieurement de l'extrémité du fût en faisant saillie de cette extrémité.

Le bord annulaire d'extrémité du fût est rabattu par sertissage de l'extrémité du fût.

Selon un autre mode de réalisation, chaque poussoir à bille comprend deux capsules cylindriques fixées dans 5 le perçage radial du manchon en étant axialement espacées l'une de l'autre et l'organe élastique est interposé entre les deux capsules pour solliciter la bille sur un bord annulaire rabattu intérieurement de l'extrémité de la capsule située côté moyeu en faisant saillie de cette 10 extrémité.

Chaque poussoir à bille est emmanché à force dans son perçage correspondant.

Chaque patte axiale est solidaire d'un bossage radialement externe en forme de rampe de la face 15 périphérique de la bague de synchronisation située entre deux secteurs dentés externes de la bague opposés à la patte axiale et en regard de secteurs dentés du moyeu, la rampe du bossage étant inclinée en sens inverse à la rampe d'armement de la patte axiale, de façon qu'une fois 20 la synchronisation effectuée et une vitesse passée, la bille soit en appui sur la rampe du bossage pour respectivement plaquer la bague de synchronisation vers le moyeu et maintenir le manchon en engrènement avec le pignon.

La bague de synchronisation comprend en outre trois bossages radialement externes de la face périphérique de celle-ci, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation de l'arbre, situés chacun entre deux secteurs dentés de la bague autres que ceux entre lesquels est 30 situé un bossage solidaire d'une patte axiale, chaque bossage sans patte axiale étant situé en regard d'une face externe arquée de l'âme du moyeu comportant une cavité conique et conformé en rampe descendante partant de cette face externe vers le pignon, de façon qu'une 35 fois la synchronisation effectuée et une vitesse passée, les billes des poussoirs de positionnement du manchon dans sa position de repos soient en appui sur les rampes des bossages sans patte axiale pour respectivement plaquer la bague de synchronisation vers le moyeu et maintenir le manchon en engrènement avec le pignon.

L'invention vise également un synchroniseur double 5 de boîte de vitesses pour véhicules automobiles, comprenant deux pignons montés libres en rotation sur un arbre de part et d'autre d'un moyeu solidaire de l'arbre et sur lequel est monté axialement coulissant un manchon entre une position de repos relativement distante de l'un 10 ou l'autre des deux pignons et une position d'engagement relativement proche de ce pignon; deux bagues de synchronisation solidaires en rotation du moyeu de chaque côté de celui-ci, chacune axialement déplaçable entre le moyeu et le pignon correspondant suivant le sens de 15 déplacement du manchon et comportant une portée conique de friction qui coopère avec une portée complémentaire du pignon correspondant lorsque la bague de synchronisation est poussée axialement vers ce pignon par des moyens d'entraînement; des dentures de crabotage formées 20 respectivement dans le manchon et sur chaque pignon et qui coopèrent pour accoupler le manchon à l'un des pignons quand le manchon occupe l'une de ses positions d'engagement; et des moyens de positionnement du manchon dans sa position de repos; les moyens d'entraînement 25 d'une bague de synchronisation vers l'un correspondant des pignons comprenant au moins un poussoir radial à bille situé dans un plan médian perpendiculaire à l'arbre, et dont la bille est sollicitée radialement par un organe élastique, tel qu'un ressort, et coopère avec 30 une rampe d'armement pour que l'ensemble poussoir à bille et rampe d'armement se déplace axialement vers le pignon lorsque le manchon est déplacé axialement vers ce pignon, lors de la phase d'armement; et qui est caractérisé en ce qu'il comprend trois poussoirs à billes régulièrement 35 répartis autour de l'axe de rotation de l'arbre, utilisés en commun pour entraîner l'une ou l'autre des bagues de synchronisation suivant le sens de déplacement du manchon, logés respectivement dans trois perçages radiaux du manchon de manière que les organes élastiques des poussoirs sollicitent les billes radialement vers le moyeu pour les mettre en appui, lorsque le manchon occupe 5 sa position de repos, respectivement sur trois paires de rampes d'armement, deux rampes de chaque paire étant inclinées de façon descendante l'une vers l'autre de part et d'autre du plan médian et formées aux extrémités libres de deux pattes axiales solidaires respectivement 10 de deux bagues de synchronisation, les trois paires de patte axiale chevauchant respectivement trois faces externes arquées de l'âme du moyeu régulièrement réparties autour de l'axe de rotation de l'arbre et situées respectivement entre trois paires distinctes de 15 secteurs dentés de la denture du moyeu.

Dans le cas du synchroniseur double, les moyens de positionnement du manchon dans sa position de repos comprennent trois poussoirs à billes situés dans le plan médian précité, régulièrement répartis autour de l'axe de 20 rotation de l'arbre et dont les billes sont sollicitées élastiquement respectivement dans trois cavités coniques radiales réalisées dans trois faces externes arquées de l'âme du moyeu régulièrement réparties autour de l'axe de rotation de l'arbre et situées respectivement entre trois 25 paires distinctes de secteurs dentés de la denture du moyeu, deux secteurs dentés de chaque paire entre lesquels est réalisée une cavité conique étant diamétralement opposés respectivement aux deux secteurs dentés de chaque paire entre lesquels est située une 30 patte axiale de la bague de synchronisation.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins 35 annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un synchroniseur double conforme à l'invention o le manchon de crabotage occupe sa position de repos ou de point mort; - la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 montrant le manchon de crabotage à sa position de début d'armement; - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 1 et montrant le manchon de crabotage à sa 10 position maximum d'armement; - la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 1 et représentant le manchon de crabotage à sa position à laquelle une vitesse est passée; - la figure 5 est une vue en perspective éclatée 15 des différents composants constituant le synchroniseur double de la figure 1; - la figure 6 est une vue en perspective partielle agrandie représentant un ensemble de pièces du synchroniseur comprenant un moyeu, deux bagues de 20 synchronisation et deux poussoirs à billes; - la figure 7 est une vue en perspective agrandie du manchon de crabotage conforme à l'invention; - la figure 8 est une vue en perspective agrandie d'une bague de synchronisation conforme à l'invention; - la figure 9 est une vue partielle agrandie en perspective représentant un mode de réalisation d'un poussoir à bille de l'invention implanté dans le manchon de crabotage; - la figure 10 est une vue en perspective du 30 poussoir à bille de la figure 9; - la figure 11 est une vue en perspective agrandie de la partie cerclée en XI de la figure 10; la figure 12 est une vue partielle agrandie d'un second mode de réalisation d'un poussoir à bille de 35 l'invention implanté dans le manchon de crabotage; - la figure 13 est une vue en perspective du poussoir à bille de la figure 12; - la figure 14 est une vue en perspective éclatée de deux capsules du poussoir de la figure 13; et - la figure 15 est une vue en perspective d'un ensemble à ressort et bille du poussoir de la figure 13.

Le synchroniseur double tel que représenté aux figures comprend un arbre 1 sur lequel est fixé axialement et immobilisé en rotation un moyeu 2, et deux pignons 3 de transmission disposés de part et d'autre du moyeu 2 par rapport au plan médian P du moyeu 10 perpendiculaire à l'arbre 1, seul le pignon de droite étant représenté aux figures 1 à 4. Les deux pignons 3 sont montés libres en rotation sur l'arbre 1 mais immobilisés axialement à celui-ci.

Chaque pignon 3 comporte, solidaire de son flanc en 15 regard du moyeu 2, une couronne de crabotage 4 à dentures externes 4a et une surface de friction tronconique 5 réalisée sur une partie centrale formant moyeu 6 du pignon 3 en étant orientée de façon ascendante en sens opposé au moyeu 2.

Le synchroniseur double comprend en outre un manchon de crabotage 7 pouvant être déplacé axialement relativement au moyeu 2 par une fourchette de commande (non représentée) engagée dans une gorge radialement externe également non représentée du manchon 7 qui 25 comporte des dentures internes de crabotage 8 en engrènement avec des dentures 9 réalisées sur le pourtour externe du moyeu 2 pour assurer l'accouplement en rotation du manchon 7 au moyeu 2 tout en permettant le déplacement axial de ce manchon relativement au moyeu.

Les différentes positions axiales que peut occuper le manchon 7 relativement au moyeu 2 sont assurées par des moyens d'entraînement qui seront définis ultérieurement.

Le synchroniseur double comprend de plus deux 35 bagues de synchronisation 10 disposées symétriquement de part et d'autre du plan médian P en étant chacune située entre le moyeu 2 et le pignon 3. Chaque bague de synchronisation 10 comporte une surface tronconique interne de friction 11 pouvant coopérer avec la surface externe tronconique 5 de la partie centrale 6 du pignon 3 pour assurer un engagement par friction lorsque la bague 5 de synchronisation 10 est déplacée axialement vers le pignon 3. Chaque bague de synchronisation 10 comprend en outre une couronne 12 à dentures externes de crabotage 12a située en regard de la couronne dentée 4 du pignon 3.

Le synchroniseur double comprend deux paires de 10 bagues tronconiques intermédiaires de synchronisation 13, 14 disposées symétriquement de part et d'autre du plan médian P, les deux bagues tronconiques 13, 14 de chaque paire étant situés entre la bague de synchronisation 10 et la partie centrale 6 correspondantes et pouvant être 15 engagées l'une dans l'autre par friction lors du déplacement dans le sens correspondant du manchon de crabotage 7 pour assurer l'engagement par friction de la bague de synchronisation correspondante 10 à la surface externe tronconique 5 du pignon 3.

Le synchroniseur double comprend de plus des moyens de positionnement du manchon de crabotage 7 dans sa position de repos ou de point mort et qui seront décrits ultérieurement.

Selon l'invention, les moyens d'entraînement de 25 chaque bague de synchronisation 10 vers le pignon 3 comprennent de préférence trois poussoirs à billes 15 situés dans le plan médian P et logés respectivement dans des perçages radiaux 7a du manchon 7 régulièrement répartis autour de l'axe de rotation X-X' de l'arbre 1. 30 Ainsi, dans le cas de trois poussoirs à bille 15, ceux-ci sont angulairement espacés dans le plan médian P de 1200 les uns des autres.

Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 11, chaque poussoir à bille 15 comprend un fût 35 cylindrique 16 fixé dans le perçage radial correspondant 7a du manchon 7, par exemple par emmanchement à force, et dans lequel sont disposés coaxialement un ressort 1l hélicoïdal 17 et une bille 18 sollicitée axialement au fût 16 par le ressort 17 de façon à faire saillie radialement du manchon 7 vers le moyeu 2 pour mettre la bille 18 en appui, lorsque le manchon 7 occupe sa 5 position de point mort, sur deux rampes d'armement l0a respectivement des deux bagues de synchronisation 10, les deux rampes l0a étant situées en regard l'une de l'autre symétriquement au plan médian P en s'étendant chacune de façon descendante du pignon 3 vers ce plan médian. Chaque 10 rampe d'armement l0a est formée à l'extrémité libre d'une patte axiale lob solidaire de la bague de synchronisation 10 en faisant saillie perpendiculairement du flanc de celle-ci vers le plan médian P. Ainsi, dans le cas de trois poussoirs à billes 15, chaque bague de 15 synchronisation 10 comprend trois pattes axiales lob, donc trois rampes d'armement 10a, régulièrement espacées et dont les extrémités libres, en position de point mort du manchon 7, sont pratiquement en appui respectivement avec les extrémités libres des trois pattes axiales lOb 20 de l'autre bague de synchronisation 10. Les pattes axiales lOb à rampes l0a chevauchent respectivement trois faces externes arquées l9a de l'âme 19 du moyeu 2, régulièrement réparties autour de l'axe de rotation X-X' de l'arbre 1, chaque face externe arquée l9a étant située 25 entre deux secteurs l9b comportant les dentures 9 du moyeu 2.

Comme cela ressort mieux de la figure 8, chaque patte axiale lob et sa rampe lOa font partie d'un bossage radialement externe loc en forme de rampe de la face 30 périphérique externe de la bague de synchronisation 10, chaque bossage 10c s'étendant sur toute la largeur de la bague 10 et ayant sa partie d'extrémité opposée à la rampe l0a située entre deux secteurs dentés 12a de la couronne dentée 12 de la bague 10, ces deux secteurs 35 dentés 12a étant disposés en regard respectivement de deux secteurs dentés l9b du moyeu 2 de façon que le manchon 7 puisse également s'engrener avec les dentures des secteurs dentés 12a de la bague 10 lors du déplacement du manchon 7 vers le pignon correspondant 3 à la phase de synchronisation La rampe de chaque bossage 10c est inclinée en sens inverse à la rampe d'armement 5 10a, c'est-à-dire que la rampe 10c s'étend de façon descendante du moyeu 2 vers le pignon 3.

Chaque bille 18 d'un poussoir radial 15 est retenue à l'extrémité du fût 16 par un bord annulaire rabattu 16a, par exemple par sertissage, de l'extrémité du fût 16 10 dont l'extrémité opposée est fermée par une paroi transversale 16b sur laquelle prend appui le ressort 17.

Les moyens de positionnement du manchon 7 dans sa position de point mort comprennent de préférence trois poussoirs à billes 20 identiques aux poussoirs à bille 15 15 d'entraînement de l'une ou l'autre des bagues de synchronisation 10 et qui sont régulièrement répartis autour de l'axe de rotation X-X' de l'arbre 1 en étant situés dans le plan médian P, un poussoir à bille 20 de positionnement du manchon 7 étant situé entre deux 20 poussoirs à billes 15 d'entraînement d'une bague de synchronisation 10.

Chaque poussoir à bille 20 comprend un fût cylindrique 21 fixé, par exemple par emmanchement à force, dans un perçage radial 7b du manchon 7 et, logés 25 coaxialement dans le fût 21, un ressort hélicoïdal 23 et une bille 24 sollicitée élastiquement par le ressort 23 radialement vers le moyeu 2 de façon à plaquer la bille 24, en position de point mort du manchon 7, dans une cavité conique radiale 19c réalisée dans la face externe 30 arquée 19a de l'âme 19 du moyeu 2 et située entre deux secteurs dentés 19b du moyeu 2. Dans le cas de trois poussoirs à billes 20, les trois faces externes arquées 19a régulièrement réparties autour de l'axe de rotation X-X' de l'arbre 1 avec leurs cavités coniques radiales 35 respectives 19c, sont situées respectivement entre trois paires distinctes de secteurs dentés 19b du moyeu 2, deux secteurs dentés 19b de chaque paire entre lesquels est réalisée une cavité conique 19c étant diamétralement opposés respectivement aux deux secteurs dentés l9b de chaque paire entre lesquels est située une patte axiale lob de la bague de synchronisation correspondante 10. 5 Chaque bille 24 d'un poussoir 20 est retenue à l'extrémité du fût 21 en faisant saillie de celle-ci par un bord annulaire rabattu 21a, par exemple par sertissage, de cette extrémité du fût 21, comme pour chaque poussoir à bille 15. Bien entendu, chaque ressort 10 23 de rappel de la bille 24 contre le bord rabattu annulaire 21a de l'extrémité du fût 21 est en appui par sa spire opposée à la bille 24 sur une paroi transversale d'extrémité 21b du fût 21.

Chaque bague de synchronisation 10 comprend 15 également trois autres bossages radialement externes 10d de la face périphérique externe de la bague, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation X-X' de l'arbre 1 en s'étendant sur toute la largeur de la bague de façon que la partie d'extrémité de chaque 20 bossage lOd opposée au moyeu 2 soit située entre deux secteurs dentés externes 12a de la couronne dentée 12 de la bague autres que deux secteurs dentés 12a entre lesquels se trouve une patte lob à rampe lOa. Deux secteurs dentés 12a entre lesquels est situé le bossage à 25 rampe lOd se trouvent en regard respectivement de deux secteurs dentés 19b du moyeu 2 entre lesquels est située la face externe arquée 19a de l'âme 19 du moyeu 2 comportant une cavité conique 19c. Autrement dit, deux secteurs dentés 19b du moyeu 2 entre lesquels se trouve 30 une patte lOb à rampe lOa sont diamétralement opposés respectivement à deux secteurs dentés 19b de ce moyeu entre lesquels est disposé un bossage à rampe lad en regard d'une cavité conique 19c, la face externe arquée 19a du moyeu 2 étant prolongée de chaque côté par chaque 35 bossage lad. La rampe de chaque bossage lad va en descendant du moyeu 2 à partir de la face externe arquée correspondante 19a (en étant au même niveau que celle-ci) vers le pignon correspondant 3.

Selon le second mode de réalisation représenté aux figures 12 à 15, chaque poussoir à bille 15; 20 comprend 5 deux capsules cylindriques 25 fixées de façon axialement espacées l'une de l'autre dans le perçage radial 7a; 7b du manchon 7, par exemple par emmanchement à force, et le ressort 17; 23 est interposé entre les deux capsules 25 pour solliciter la bille 18; 24 sur un bord annulaire 10 rabattu intérieurement 25a, par exemple par sertissage, de l'extrémité de la capsule 25 située en regard du moyeu 2, la bille 18; 24 faisant saillie de cette extrémité.

Le fonctionnement du synchroniseur double va être décrit en se reportant notamment aux figures 1 à 4.

En position de repos ou de point mort du synchroniseur double représenté en figure 1, les billes 18 des poussoirs radiaux 15 sont en appui respectivement sur les paires de rampes en vis-à-vis 10a des bagues de synchronisation 10 et les billes 24 des poussoirs radiaux 20 20 sont en appui par l'effort de compression exercé par les ressorts 23 dans leurs cavités coniques respectives 19c du moyeu 2, assurant ainsi le positionnement automatique du manchon 7 en position de point mort. Le manchon 7 peut alors être avantageusement réalisé en un 25 matériau fritté.

Lorsqu'on exerce sur le manchon 7 un effort axial de poussée à l'aide de la fourchette de commande, par exemple vers la droite en considérant les figures 1 à 4, les trois billes 18 des poussoirs radiaux 15 exercent 30 simultanément sur les rampes d'armement respectives lOa de la bague de synchronisation 10, située à droite, un effort axial permettant d'amener en contact par friction la surface interne de friction il de la bague 10, les bagues intermédiaires 13, 14 et la surface externe de 35 friction 5 du pignon 3, et le manchon de crabotage 7 vient en engrènement avec la couronne dentée 12 de la bague 10 comme cela ressort des figures 2 et 3 qui montrent respectivement les phases de début d'armement et d'armement maximum. De la sorte, on provoque l'entraînement en rotation par friction du pignon 3 lorsque l'arbre 1 tourne. Pendant cette phase d'armement, 5 les billes 24 des poussoirs radiaux 20 se désengagent de leurs cavités coniques respectives 19c du moyeu 2 et se déplacent axialement sur les faces externes arquées respectives 19a de l'âme 19 du moyeu 2 puis sur les bossages en rampe respectifs 10d formant tocs 10 d'indexation de la bague de synchronisation 10.

Une fois la synchronisation effectuée, les six billes 18; 24 des poussoirs radiaux 15; 20 qui se trouvent en appui sur les bossages en rampe 10c et10d de la bague de synchronisation comme représenté en figure 3, 15 plaquent la bague de synchronisation 10 vers le moyeu 2 de part la résultante des forces obtenues entre ces rampes et les billes 18; 24. Le plaquage de la bague de synchronisation 10 contre le moyeu 2 supprime l'une des courses du deux temps qui, dans les systèmes connus 20 antérieurement, provoquent un effort désagréable lors du passage d'une vitesse. En effet, pendant la phase de crabotage, il est impératif de ne plus avoir d'effort d'armement afin de permettre le libre dévirage du pignon 3 et quand cette condition n'est pas remplie, un deuxième 25 effort désagréable apparaît lors du passage de la vitesse.

La poursuite de l'effort de poussée axiale sur le manchon 7 une fois la vitesse de synchronisation atteinte, a pour effet de réaliser le crabotage de la 30 couronne dentée 4 solidaire du pignon 3 avec le manchon 7 comme représenté en figure 4, de sorte que le pignon 3 peut être entraîné en rotation par l'arbre 1. La figure 4 montre, qu'une fois la vitesse passée, les six billes 18; 24 des poussoirs radiaux 15; 20 sont en appui sur 35 les rampes des bossages lOc, 10d de la bague de synchronisation 10 à une position plus éloignée du moyeu 2 que celle représentée en figure 3 et, de part la résultante obtenue des forces, le manchon 7 est plaqué vers le pignon 3, évitant de la sorte tout risque d'échappement de ce pignon pendant les phases de réattelage. Cette particularité permet de ne plus avoir 5 de contact avec les becs de la fourchette de commande, une fois la vitesse passée, même avec de petits modules de cannelures.

Les différentes phases d'armement, de synchronisation et de crabotage qui viennent d'être 10 décrites s'appliquent symétriquement au plan médian P pour effectuer la synchronisation et l'engagement avec le pignon opposé 3.

Le synchroniseur de boîte de vitesses conforme à l'invention améliore considérablement les synchroniseurs 15 connus jusqu'à maintenant, notamment du type Borg Warner.

Ainsi, selon le synchroniseur de l'invention, le manchon de crabotage est automatiquement mis en place dans sa position de point mort. En outre, la garde au léchage est plus précise, permettant une réduction de la 20 traînée de boîte de vitesses, d'o un rendement amélioré.

Le synchroniseur est facilement réarmé à cause de la position directe du point mort. Il permet une suppression de l'une des courses du deux temps pendant la phase de crabotage. Il permet également une suppression des 25 billages sur les axes de la fourchette de commande.

Enfin, il évite l'usure des becs de la fourchette de commande une fois la vitesse passée et est d'une structure relativement simple.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Synchroniseur de boîte de vitesses notamment pour véhicules automobiles, comprenant un pignon (3) monté libre en rotation sur un arbre (1); un moyeu (2) 5 solidaire de l'arbre (1); un manchon (7) monté fixe en rotation sur le moyeu (2) et pouvant coulisser axialement relativement au moyeu (2) entre une position de repos relativement distante du pignon (3) et une position d'engagement relativement proche de ce pignon; une bague 10 de synchronisation (10) solidaire en rotation du moyeu (2), axialement déplaçable entre le moyeu (2) et le pignon (3), et comportant une portée conique de friction (11) qui coopère avec une portée complémentaire (5) du pignon (3) lorsque la bague de synchronisation (10) est 15 poussée axialement vers ce pignon par des moyens d'entraînement; des dentures de crabotage (8, 4a) formées respectivement dans le manchon (7) et sur le pignon (3) et qui coopèrent pour accoupler le manchon (7) au pignon (3) quand le manchon (7) occupe sa position 20 d'engagement; et des moyens de positionnement du manchon (7) dans sa position de repos; les moyens d'entraînement de la bague de synchronisation (10) vers le pignon (3) comprenant au moins un poussoir radial à bille (15) situé dans un plan médian (P) perpendiculaire à l'arbre (1), et 25 dont la bille (18) est sollicitée radialement par un organe élastique (17), tel qu'un ressort, et coopère avec une rampe d'armement (10a) pour que l'ensemble poussoir à bille (15) et rampe d'armement (10a) se déplace axialement vers le pignon (3) lorsque le manchon (7) est 30 déplacé axialement vers ce pignon, lors de la phase d'armement; caractérisé en ce que le poussoir à bille (15) est logé dans un perçage radial (7a) du manchon (7) de manière que l'organe élastique (17) sollicite la bille (18) radialement vers le moyeu (2) pour la mettre en 35 appui, lorsque le manchon (7) occupe sa position de repos, sur la rampe d'armement (lOa) qui s'étend de façon descendante du pignon (3) vers le plan médian (P) et qui est formée à l'extrémité libre d'une patte axiale (lob) solidaire de la bague de synchronisation (10) en 5 chevauchant la face externe arquée (19a) d'une âme (19) du moyeu (2) située entre deux secteurs dentés (19b) de la denture du moyeu (2).

2. Synchroniseur selon la revendication caractérisé en ce que les moyens de positionnement du manchon (7) 10 dans sa position de repos comprennent au moins un poussoir radial à bille (20) situé dans le plan médian (P) perpendiculaire à l'arbre (1), logé dans un perçage radial (7b) du manchon (7), et dont la bille (24) est sollicitée radialement par un organe élastique (23), tel 15 qu'un ressort, dans une cavité conique radiale (19c) réalisée dans la face externe arquée (19a) de l'âme (19) du moyeu (2) située entre deux secteurs dentés (19b) de la denture du moyeu (2).

3. Synchroniseur selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce qu'il comprend trois poussoirs à billes (15) d'entraînement de la bague de synchronisation (10), régulièrement répartis autour de l'axe de rotation (X-X') de l'arbre (1) et coopérant avec respectivement trois rampes descendantes (lOa) formées aux extrémités libres 25 de trois pattes axiales (lob) solidaires de la bague de synchronisation (10) et chevauchant respectivement trois faces externes arquées (19a) de l'âme (19) du moyeu (2) régulièrement réparties autour de l'axe de rotation (XX') de l'arbre (1) et situées respectivement entre trois 30 paires distinctes de secteurs dentés (19b) de la denture du moyeu (2).

4. Synchroniseur selon les revendications 3, caractérisé en ce qu'il comprend trois poussoirs à billes (20) de positionnement du manchon (7) dans sa position de 35 repos, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation (X-X') de l'arbre (1), logés respectivement dans trois perçages radiaux (7b) du manchon (7), et dont les billes (24) sont sollicitées élastiquement respectivement dans trois cavités coniques radiales (19c) réalisées dans trois faces externes arquées (19a) de l'âme (19) du moyeu (2) régulièrement réparties autour de l'axe de rotation 5 (X-X')de l'arbre (1) et situées respectivement entre trois paires distinctes de secteurs dentés (19b) de la denture du moyeu (2), deux secteurs dentés (19b) de chaque paire entre lesquels est réalisée une cavité conique (19c) étant diamétralement opposés respectivement 10 aux deux secteurs dentés (19b) de chaque paire entre lesquels est située une patte axiale (lob) de la bague de synchronisation (10).

5. Synchroniseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque poussoir à 15 bille (15; 20) comprend un fût cylindrique (16; 21; 25) fixé dans le perçage radial (7a; 7b) du manchon (7), en ce que l'ensemble constitué par l'organe élastique (17; 23) et la bille (18; 24) est logé coaxialement dans le fût et la bille (18; 24) est rappelée par 20 l'organe élastique (17; 23) sur un bord annulaire rabattu intérieurement (16b; 21b; 25a) de l'extrémité du fût (16; 21; 25) en faisant saillie de cette extrémité.

6. Synchroniseur selon la revendication 5, 25 caractérisé en ce que le bord annulaire (16b; 21b; 25a) est rabattu par sertissage de l'extrémité du fût (16; 21; 25).

7. Synchroniseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque poussoir à bille (20) 30 comprend deux capsules cylindriques (25) fixées dans le perçage radial (7a) du manchon (7) en étant axialement espacées l'une de l'autre, en ce que l'organe élastique (23) est interposé entre les deux capsules (25) pour solliciter la bille (24) sur un bord annulaire rabattu 35 intérieurement (25a) de l'extrémité de la capsule (25) située côté moyeu (2) en faisant saillie de cette extrémité.

8. Synchroniseur selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chaque poussoir à bille (15 20) est emmanché à force dans son perçage correspondant.

9. Synchroniseur selon l'une des revendications 3 à 5 8, caractérisé en ce que chaque patte axiale (lob) est solidaire d'un bossage radialement externe en forme de rampe (lOc) de la face périphérique de la bague de synchronisation (10) situé entre deux secteurs dentés externes (12a) de la bague (10) opposés à la patte axiale 10 (lob) et en regard de secteurs dentés (19b) du moyeu (2), la rampe du bossage (lOc) étant inclinée en sens inverse à la rampe d'armement (lOa) de la patte axiale (lob), de façon qu'une fois la synchronisation effectuée et une vitesse passée, la bille (18) soit en appui sur la rampe 15 du bossage (lOc) pour respectivement plaquer la bague de synchronisation (10) vers le moyeu (2) et maintenir le manchon (7) en engrènement avec le pignon (3).

10. Synchroniseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bague de synchronisation (10) 20 comprend trois bossages radialement externes (10d) de la face périphérique de celle-ci, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation (X-X') de l'arbre (1), situés chacun entre deux secteurs dentés (12a) de la bague (10) autres que ceux entre lesquels est situé un bossage (10c) 25 solidaire d'une patte axiale (lOb) , chaque bossage sans patte axiale (lOd) étant situé en regard d'une face externe arquée (19a) de l'âme (19) du moyeu (2) comportant une cavité conique (19c) et conformé en rampe descendante partant de cette face externe vers le pignon 30 (3), de façon qu'une fois la synchronisation effectuée et une vitesse passée, les billes (24) des poussoirs de positionnement (20) du manchon (7) dans sa position de repos soient en appui sur les rampes des bossages sans pattes axiales (lOd) pour respectivement plaquer la bague 35 de synchronisation (10) vers le moyeu (2) et maintenir le manchon (7) en engrènement avec le pignon (3).

11. Synchroniseur double de boîte de vitesses notamment pour véhicules automobiles, comprenant deux pignons (3) montés libres en rotation sur un arbre (1) de part et d'autre d'un moyeu (2) solidaire de l'arbre (1) 5 et sur lequel est monté axialement coulissant un manchon (7) entre une position de repos relativement distante de l'un ou l'autre des deux pignons (3) et une position d'engagement relativement proche de ce pignon; deux bagues de synchronisation (10) solidaires en rotation du 10 moyeu (2) de chaque côté de celui-ci, chacune axialement déplaçable entre le moyeu (2) et le pignon correspondant (3) suivant le sens de déplacement du manchon (7) et comportant une portée conique de friction (11) qui coopère avec une portée complémentaire (5) du pignon 15 correspondant (3) lorsque la bague de synchronisation (10) est poussée axialement vers ce pignon par des moyens d'entraînement; des dentures de crabotage (8, 4a) formées respectivement dans le manchon (7) et sur chaque pignon (3) et qui coopèrent pour accoupler le manchon (7) 20 à l'un des pignons (3) quand le manchon (7) occupe l'une de ses positions d'engagement; et des moyens de positionnement du manchon (7) dans sa position de repos; les moyens d'entraînement d'une bague de synchronisation (10) vers l'un correspondant des pignons (3) comprenant 25 au moins un poussoir radial à bille (15) situé dans un plan médian (P) perpendiculaire à l'arbre (1), et dont la bille (18) est sollicitée radialement par un organe élastique (17) , tel qu'un ressort, et coopère avec une rampe d'armement (10a) pour que l'ensemble poussoir à 30 bille (15) et rampe d'armement (lOa) se déplace axialement vers le pignon (3) lorsque le manchon (7) est déplacé axialement vers ce pignon, lors de la phase d'armement; caractérisé en ce qu'il comprend trois poussoirs à billes (15) régulièrement répartis autour de 35 l'axe de rotation (X-X') de l'arbre (1), utilisés en commun pour entraîner l'une ou l'autre des bagues de synchronisation (10) suivant le sens de déplacement du manchon (7), logés respectivement dans trois perçages radiaux (7a) du manchon (7) de manière que les organes élastiques (17) des poussoirs (15) sollicitent les billes (18) radialement vers le moyeu (2) pour les 5 mettre en appui, lorsque le manchon (7) occupe sa position de repos, respectivement sur trois paires de rampes d'armement (10a), deux rampes (10a) de chaque paire étant inclinées de façon descendante l'une vers l'autre de part et d'autre du plan médian (P) et formées 10 aux extrémités libres de deux pattes axiales (lob) solidaires respectivement des deux bagues de synchronisation (10), les trois paires de pattes axiales (lob) chevauchant respectivement trois faces externes arquées (19a) de l'âme (19) du moyeu (2) régulièrement 15 réparties autour de l'axe de rotation (X-X') de l'arbre (1) et situées respectivement entre trois paires distinctes de secteurs dentés (19b) de la denture du moyeu (2).

12. Synchroniseur selon la revendication 11, 20 caractérisé en ce que les moyens de positionnement du manchon dans sa position de repos comprennent trois poussoirs à billes (20) situés dans le plan médian (P) précité, régulièrement répartis autour de l'axe de rotation (X-X') de l'arbre (1), logés respectivement dans 25 trois perçages radiaux (7b) du manchon (7) et dont les billes (18) sont sollicitées élastiquement respectivement dans trois cavités coniques radiales (19c) réalisées dans trois faces externes arquées (19a) de l'âme (19) du moyeu (2) régulièrement réparties autour de l'axe de rotation 30 (X-X') de l'arbre (1) et situées respectivement entre trois paires distinctes de secteurs dentés (19b) de la denture du moyeu (2), deux secteurs dentés (19b) de chaque paire entre lesquels est réalisée une cavité conique (19c) étant diamétralement opposés respectivement 35 aux deux secteurs dentés (19b) de chaque paire entre lesquels est située une patte axiale (lob) de la bague de synchronisation (10).