FR2921452A1 - Dispositif de transmission d'un couple entre une roue dentee et une rondelle de crabotage - Google Patents

Dispositif de transmission d'un couple entre une roue dentee et une rondelle de crabotage Download PDF

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Abstract

Dispositif (1 ; 1' ; 1'') de transmission d'un couple entre une roue dentée (2 ; 2') et une rondelle de crabotage (10 ;10'), caractérisé en ce que la rondelle de crabotage est mobile en rotation sur la roue dentée entre une première position de butée et une deuxième position de butée et en ce que le dispositif comprend un moyen amortisseur (8 ; 30a, 30b) pour amortir l'arrivée de la rondelle dans sa première position de butée et/ou sa deuxième position de butée.

Description

L'invention concerne un dispositif de transmission d'un couple entre une roue dentée et une rondelle de crabotage et plus particulièrement de transmission de couple entre un pignon fou de boîte de vitesses et une rondelle de crabotage qui est destinée à interagir avec un baladeur pour lier en rotation un arbre de boîte de vitesses et le pignon fou.
Il est connu de prévoir dans les boîtes de vitesses de véhicules automobiles un pignon fou muni de crabots pour permettre sa liaison en rotation à un baladeur de manière à le solidariser à un arbre de boîte de vitesses. Par exemple, les crabots peuvent être solidaires du pignon fou. Il est également connu, par exemple du brevet US 4,712,662, de rapporter, sur un pignon fou, grâce à des cannelures, une rondelle de crabotage munie de dents pour interagir avec un baladeur.
Dans une phase du passage de vitesses, lors du crabotage entre le baladeur et le pignon fou du rapport de boîte de vitesses considéré, il se produit un choc angulaire entre les crabots du pignon fou et les crabots du baladeur lié à une différence de vitesse entre les deux pièces, le temps que le baladeur parcoure la distance de vol libre entre la fin de synchronisation et le crabotage.
Ce choc peut être ressenti de manière vibratoire par l'utilisateur du véhicule lors de passage de vitesse; il est appelé accroc ou croquement et peut être à l'origine de plaintes si le niveau vibratoire (chocs) ressenti au niveau du pommeau de commande de passage de vitesse est important.
Pour réduire ce phénomène de croquement , plusieurs solutions sont connues, expérimentées ou utilisées en série. II est ainsi notamment possible d'agir sur les paramètres suivants : - réduction du vol libre du synchroniseur, MS\RENO33FR.dpt filtration par la raideur de la commande externe, réduction du module de denture, modification de la géométrie des entrées de denture, action sur la masse équivalente et sur la masse propre du 5 baladeur, démultiplication de la commande interne et externe, modification de l'inertie de friction d'embrayage, ajout de contre-rampes d'armement.
10 Ainsi, il est par exemple connu de réduire l'énergie vibratoire générée par le phénomène de croquement et transmise dans le dispositif externe de commande de passage de vitesse. Cette solution utilise essentiellement des tampons filtrants (caoutchoucs plus ou moins raides) dans ce dispositif externe de commande de boîte de vitesses. 15 Cependant, les propriétés mécaniques de ces tampons filtrants ne sont pas toujours suffisantes pour supprimer complètement le problème. Notamment, l'amortissement est insuffisant à froid.
On connaît encore des documents FR 2 808 857 et FR 2 638 804 des 20 dispositifs anti-bruit de claquement entre deux roues dentées engrenant. Ces bruits de claquement sont dus aux jeux existant entre les engrenages, ces jeux étant nécessaires à la fabrication, au montage et au bon fonctionnement de l'engrenage. Néanmoins, du fait d'accélérations angulaires, les dents cognent les unes contre les autres 25 en produisant ce bruit de claquement. Dans le document FR 2 808 857, il est prévu, sur l'une des roues dentées, une bande élastomère sur laquelle l'autre roue roule. Du fait du frottement d'adhérence de cette roue sur la bande élastomère, les déplacements relatifs des dents sont limités, de même que les claquements. Dans le document FR 2 638 804, 30 il est prévu, sur l'une des roues dentées, en plus de la denture métallique transmettant les efforts, une denture en élastomère de même profil et MS\RENO33FR.dpt légèrement surdimensionnée pour engrener sans jeu avec la denture de l'autre roue dentée. Cette solution permet de produire les mêmes effets que ceux produits avec la solution de la demande FR 2 808 857. Ces deux solutions sont de nature à réduire le rendement énergétique de l'engrenage.
Le but de l'invention est de fournir un dispositif de transmission d'un couple entre une roue dentée et une rondelle de crabotage obviant aux inconvénients identifiés précédemment et améliorant les dispositifs connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un dispositif de transmission d'un couple entre une roue dentée et une rondelle de crabotage qui soit simple, facile à mettre en oeuvre, exploitable industriellement et qui réduise sensiblement le phénomène de croquement tout en facilitant le passage des rapports de transmission.
Selon l'invention, le dispositif de transmission d'un couple entre une roue dentée et une rondelle de crabotage est caractérisé en ce que la rondelle de crabotage est mobile en rotation sur la roue dentée entre une première position de butée et une deuxième position de butée et en ce que le dispositif comprend un moyen amortisseur pour amortir l'arrivée de la rondelle dans sa première position de butée et/ou sa deuxième position de butée.
Le dispositif peut comprendre un moyen de rappel pour rappeler la rondelle de crabotage à distance de sa première position de butée et/ou de sa deuxième position de butée. Le moyen amortisseur peut comprendre un ressort. Le moyen amortisseur peut comprendre un élément élastomère. MS\RENO33FR.dpt30 Le moyen amortisseur peut être disposé dans un logement pratiqué dans la roue dentée.
Le moyen amortisseur peut comprendre un tenon réalisé sur la rondelle. Des première et deuxième butées peuvent être réalisées par des flancs de cannelures sur la rondelle coopérant avec des flancs de cannelures sur la roue dentée.
10 Des première et deuxième butées peuvent être réalisées par des tenons sur la rondelle coopérant avec des logements sur la roue dentée. La course entre les première et deuxième positions de butée, mesurée au niveau des dents de crabots, peut être sensiblement égale à la largeur 15 des dents de crabot de la roue dentée. Selon l'invention, une boîte de vitesses de véhicule automobile comprend un dispositif de transmission de couple défini précédemment. 20 Selon l'invention, un véhicule automobile comprend une boîte de vitesses définie précédemment ou un dispositif de transmission de couple défini précédemment.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs modes de 25 réalisation d'un dispositif de transmission de couple selon l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission de couple selon l'invention.
30 La figure 2 est une vue en coupe transversale partielle, selon le plan Il-II de la figure 1, de ce mode de réalisation du dispositif de transmission de couple selon l'invention. MS\RENO33FR.dpt5 La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de transmission de couple selon l'invention.
La figure 4 est une vue en coupe transversale partielle d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif de transmission de couple selon l'invention.
Un premier mode de réalisation de dispositif 1 de transmission de couple, représenté aux figures 1 et 2, comprend principalement une roue dentée 2 et une rondelle de crabotage 10. Ce dispositif peut par exemple être utilisé dans une boîte de vitesses de véhicule automobile pour transmettre un couple mécanique entre la roue dentée et un arbre sur lequel elle est montée folle. Plus exactement, le dispositif permet de transmettre un couple mécanique entre la roue dentée et un baladeur susceptible d'être accouplé à la rondelle de crabotage par des crabots prévus sur la rondelle de crabotage et sur le baladeur, le baladeur étant par ailleurs en liaison cinématique de rotation avec l'arbre précédemment mentionné.
La roue dentée 2 présente une denture 3 pour engrener avec une autre roue dentée de la boîte de vitesses, cette autre roue dentée étant par exemple solidaire d'un autre arbre de boîte de vitesses.
La rondelle de crabotage est montée sur la roue 2. Elle est en liaison pivot sur la roue 2 autour de l'axe 5 de cette roue et grâce à une portée cylindrique mâle 14 réalisée sur la roue et une portée cylindrique femelle 15 réalisée sur la rondelle de crabotage 10. La rondelle de crabotage est en outre arrêtée axialement, d'un côté, par un épaulement 16 contre lequel elle vient en appui et, de l'autre côté, grâce à un anneau élastique MS\RENO33FR.dpt 13 en position dans une gorge réalisée sur la portée cylindrique 14 de la roue 2.
L'amplitude de mouvement permise par la liaison pivot est néanmoins limitée dans un premier sens par une première butée et dans le deuxième sens par une deuxième butée. En effet, un tenon 12 est prévu sur la rondelle de crabotage et s'étend radialement vers l'intérieur de la rondelle de crabotage. II est dimensionné pour venir se loger dans un premier évidement 6 prévu dans la roue 2 au niveau de la portée cylindrique 14. Un premier flanc 18a du tenon coopère par obstacle avec une première paroi 17a de l'évidement pour constituer une première butée limitant la rotation de la rondelle de crabotage 10 par rapport à la roue 2 dans une première direction. Un deuxième flanc 18b du tenon coopère par obstacle avec une deuxième paroi 17b de l'évidement pour constituer une deuxième butée limitant la rotation de la rondelle de crabotage 10 par rapport à la roue 2 dans une deuxième direction.
Il est également prévu dans la portée cylindrique 14, au niveau du premier évidement 6, un deuxième évidement 7 s'étendant axialement moins que le premier évidement. Ce deuxième évidement est destiné à recevoir un moyen amortisseur. Ce moyen amortisseur comprend par exemple un élément élastomère 8 comprenant deux plots 8a et 8b reliés par un bras 8c. L'élément élastomère et le deuxième évidement sont dimensionnés de manière à ce qu'une fois l'élément élastomère en position dans le deuxième évidement, le tenon puisse être disposé avec un très faible jeu (et de préférence sans jeu) entre les deux plots 8a et 8b.
Les plots 8a et 8b ont pour fonction de permettre les déplacements de rotation de la rondelle de crabotage par rapport à la roue dentée tout en amortissant les arrivées de la rondelle de crabotage contre les première MS\RENO33FR.dpt et deuxième butées. Ceci permet d'amortir fortement les chocs se produisant entre les crabots du baladeur et ceux de la rondelle de crabotage et dus à la différence de vitesse existant entre le baladeur et la rondelle de crabotage en fin de phase de synchronisation. Ainsi, l'énergie d'un choc est partiellement absorbée par l'un des plots 8a ou 8b qui se déforme. Cette énergie absorbée est autant d'énergie qui ne se dissipe pas dans les autres organes de la boîte de vitesses. Toutefois, les plots 8a et 8b ne se déforment que jusqu'à ce que la rondelle de crabotage arrive contre dans sa première position de butée c'est-à-dire contre la première butée ou dans sa deuxième position de butée c'est-à-dire contre la deuxième butée.
Le dispositif présente aussi un moyen de rappel de la rondelle de crabotage dans une position (représentée à la figure 2) à distance des deux butées. Ce rnoyen comprend les plots 8a, 8b et le tenon 12. En effet, une fois que plus aucun couple ne transite entre la roue 2 et la rondelle de crabotage, par exemple parce que le baladeur est désolidarisé de la rondelle de crabotage, les plots 8a et 8b qui sont élastiquement déformables reprennent leur forme originale en ramenant la rondelle de crabotage dans une position angulaire relativement à la roue dentée 2 telle que représentée à la figure 2, c'est-à-dire le tenon se trouvant à égale distance angulaire de sa première position de butée et de sa deuxième position de butée.
Dans une variante de ce premier mode de réalisation, les plots peuvent être remplacés par des ressorts tels que les ressorts 30a et 30b qui seront décrits ultérieurement.
De préférence, plusieurs tenons 12 (par exemple trois) sont prévus sur la 30 rondelle de crabotage et coopèrent avec plusieurs évidements 6 prévus MS\RENO33FR.dpt sur la roue, l'intégralité du couple transféré entre la roue dentée et l'arbre sur lequel elle est monté transitant par ces moyens.
De préférence, la course que peut parcourir, au niveau des crabots, la rondelle de crabotage entre sa position de repos (représentée à la figure 2) et sa position de contact avec l'une des butées, vaut environ la moitié de la largeur des crabots de la roue dentée. Cette valeur est typiquement de l'ordre du millimètre pour une application de boîte de vitesses de véhicule automobile de tourisme, par exemple 1,2 mm.
Un deuxième mode de réalisation du dispositif 1', représenté à la figure 3, diffère du premier mode de réalisation en ce que les première et deuxième butées sont réalisées par des cannelures 20 réalisées sur la portée extérieure de la roue dentée 2' destinée à recevoir la rondelle de crabotage et des cannelures 21 réalisées sur la portée intérieure de la rondelle de crabotage 10'. Ainsi, la rondelle de crabotage est par exemple positionnée sur la roue dentée par les sommets des cannelures 20 qui s'étendent jusqu'au fond des cannelures 21 ou vice versa. Les cannelures sont dimensionnées de manière à ce qu'il existe un jeu angulaire de positionnement de la rondelle de crabotage entre une première position de butée (première butée) dans laquelle les flancs 20a des cannelures 20 sont en contact avec les flancs 21a des cannelures 21 et une deuxième position de butée (deuxième butée) dans laquelle les flancs 20b des cannelures 20 sont en contact avec les flancs 21b des cannelures 21.
Un troisième mode de réalisation du dispositif 1", représenté à la figure 4, diffère du deuxième mode de réalisation en ce que le moyen amortisseur comprend deux ressorts à lames 30a et 30b montés dans un évidement 7" ayant sensiblement la même forme que l'évidement 7 précédemment décrit. Ces ressorts assurent les mêmes fonctions que celles de plots 8a MS\RENO33FR.dpt et 8b décrits précédemment. Notamment, ils interagissent avec les flancs 18a et 18b du tenon 12. Les efforts appliqués sur les flancs du tenon par les ressorts sont de préférence limités. Par exemple, ils valent typiquement 5 à 10 N. A la fin du passage de vitesse, lors de la phase dite de crabotage, il y a contact (choc) entre les entrées de denture des crabots du baladeur et de la roue folle.
10 Dans un dispositif classique de roue folle de boîte de vitesses, l'effort dû au choc du fait de la vitesse de rotation différentielle de la roue folle par rapport au baladeur est directement transmis de la roue folle vers le baladeur du fait que la liaison est rigide entre les crabots de roue et la 15 roue.
Le dispositif selon l'invention permet, du fait de la possibilité de mouvement de la rondelle de crabotage par rapport à la roue, de favoriser la pénétration des crabots du baladeur dans ceux de la roue 20 folle pendant le ternps où il y a compression du moyen d'amortissement. Le rebond des crabots est ainsi limité : le baladeur peut franchir ainsi une plus grande distance dans la zone d'entrée de denture des crabots et avancer encore plus vers la zone d'accrochage avant que l'arrivée en butée de la rondelle de crabotage ne repousse les crabots de baladeurs 25 si ceux-ci ne sont pas encore assez engagés.
En outre, la déformation du moyen amortisseur permet d'absorber une partie de l'énergie du choc. Le phénomène est ainsi réduit à sa source et ce sera donc moins d'énergie qui sera transmise aux organes en 30 interaction avec la boîte de vitesses, notamment le dispositif de
MS\RENO3 3 FR.dpt5 commande externe. Ainsi, le confort de conduite du véhicule est amélioré.
Enfin, grâce à la solution selon l'invention, on remédie aux problèmes en modifiant uniquement les roues dentées : tous les autres éléments de boîte de vitesses traditionnelle peuvent rester inchangés et notamment le baladeur et le système de synchronisation.
II serait aussi possible de prévoir un moyen amortisseur pour amortir seulement l'arrivée de la rondelle de crabotage dans sa position première position de butée et un moyen de rappel pour rappeler la rondelle de crabotage dans sa deuxième position de butée, même si un tel mode de réalisation n'est pas indiqué pour une application de boîte de vitesses automobile.
MS\RENO33FR.dpt

Claims (11)

  1. Revendications
    : 1. Dispositif (1 ; 1' ; 1") de transmission d'un couple entre une roue dentée (2 ; 2') et une rondelle de crabotage (10 ;10'), caractérisé en ce que la rondelle de crabotage est mobile en rotation sur la roue dentée entre une première position de butée et une deuxième position de butée et en ce que le dispositif comprend un moyen amortisseur (8 ; 30a, 30b) pour amortir l'arrivée de la rondelle dans sa première position de butée et/ou sa deuxième position de butée.
  2. 2. Dispositif de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif comprend un moyen de rappel (8 30a, 30b) pour rappeler la rondelle de crabotage à distance de sa première position de butée et/ou de sa deuxième position de butée.
  3. 3. Dispositif de transmission de couple selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen amortisseur comprend un ressort (30a, 30b).
  4. 4. Dispositif de transmission de couple selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen amortisseur comprend un élément élastomère (8). 25
  5. 5. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen amortisseur est disposé dans un logement (7 ; 7") pratiqué dans la roue dentée.
  6. 6. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que le moyen amortisseur comprend un tenon (12) réalisé sur la rondelle. MS\RENO33FR.dpt20
  7. 7. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des première et deuxième butées sont réalisées par des flancs de cannelures (21a, 21b) sur la rondelle coopérant avec des flancs de cannelures (20a, 20b) sur la roue dentée.
  8. 8. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des première et deuxième butées sont réalisées par des tenons (12) sur la rondelle coopérant avec des logements (6) sur la roue dentée.
  9. 9. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la course entre les première et deuxième positions de butée, mesurée au niveau des dents de crabots, est sensiblement égale à la largeur des dents de crabot de la roue dentée.
  10. 10. Boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant un dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes.
  11. 11. Véhicule automobile comprenant une boîte de vitesses selon la revendication 10 ou un dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications 1 à 9. MS\RENO33FR.dpt
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