FR2964433A1

FR2964433A1 - Corps d'embrayage pour pignon de vitesse d'une boite de vitesses, et pignon de vitesse comportant un corps d'embrayage

Info

Publication number: FR2964433A1
Application number: FR1157781A
Authority: FR
Inventors: Jurgen Binder; Thomas Schnelzer
Original assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-03-09
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: FR2964433B1; CN102401024B; DE102010036277A1; DE102010036277B4; CN102401024A

Abstract

L'invention se rapporte à un corps d'embrayage (60) pour un pignon de vitesse (12, 14) d'une boîte de vitesses, qui est caractérisé en ce qu'il est réalisé d'un seul tenant avec une surface de friction (32) pour une bague de synchronisation, avec une denture d'embrayage (16) et avec un tronçon de raccordement (65) au moyen duquel il peut être raccordé au pignon de vitesse (12, 14). Linvention se rapporte également à un pignon de vitesse (12, 14) comportant un corps d'embrayage, le pignon de vitesse étant pourvu d'un épaulement périphérique (70) auquel le tronçon de raccordement (65) du corps d'embrayage (60) est raccordé.

Description

- 1 - L'invention se rapporte à un corps d'embrayage pour un pignon de vitesse d'une boîte de vitesses. L'invention se rapporte en outre à un pignon de vitesse comportant un tel corps d'embrayage. Dans les boîtes de vitesses, telles qu'utilisées en particulier dans les véhicules automobiles, un ensemble de synchronisation est utilisé pour établir une liaison solidaire en rotation entre un arbre de transmission et un pignon de vitesse ou une roue dentée agencé(e) en tant que pignon fou sur l'arbre de transmission. Dans une première étape du passage de vitesse, l'ensemble de synchronisation assure que la vitesse de rotation du pignon de vitesse à enclencher est adaptée à la vitesse de rotation de l'arbre de transmission. Dans une deuxième étape, une liaison solidaire en rotation est alors établie entre l'arbre de transmission et le pignon de vitesse. La vitesse correspondante est alors enclenchée. Un tel ensemble de synchronisation comporte habituellement en tant que composants principaux un élément à enclencher, par exemple un manchon coulissant, et des bagues de synchronisation. Le manchon coulissant est pourvu d'une denture qui doit être amenée en engagement avec une denture d'embrayage associée au pignon de vitesse à enclencher. La denture d'embrayage est normalement réalisée sur un corps d'embrayage estampé et/ou usiné par enlèvement de copaux. L'objectif de l'invention est de réaliser un corps d'embrayage se distinguant par des coûts de fabrication peu élevés et par une structure simple. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un corps d'embrayage pour un pignon de vitesse d'une boîte de vitesses qui est réalisé d'un seul tenant avec une surface de friction pour une bague de synchronisation, avec une denture d'embrayage et avec un tronçon de raccordement au moyen duquel il peut être raccordé au pignon de vitesse, le corps d'embrayage présentant sur sa face détournée du tronçon de raccordement un collier replié, et la denture d'embrayage étant réalisée sur la face intérieure du collier. L'invention repose sur l'idée fondamentale de regrouper dans un seul composant stable, à savoir le corps d'embrayage, les fonctions consistant à synchroniser la vitesse du pignon de vitesse et la vitesse de l'arbre de transmission et à réaliser la liaison solidaire 2964433 -2_ en rotation entre l'arbre de transmission et le pignon de vitesse, lesquelles sont habituellement séparées dans l'état de la technique. A cet effet, le corps d'embrayage est pourvu tant de la surface de friction sur laquelle s'engage la bague de synchronisation, que de la denture d'embrayage. Le collier augmente 5 la stabilité du corps d'embrayage et permet la réalisation d'une denture solide. II est de préférence prévu que le corps d'embrayage soit réalisé en tôle. Ceci permet de le fabriquer avec peu d'efforts et à moindre coût. Le corps d'embrayage est de préférence embouti. Il est ainsi possible d'obtenir une stabilité élevée, étant donné que le formage à froid survenant lors 10 de l'emboutissage peut en particulier être utilisé. Selon un mode de réalisation de l'invention, il est prévu que la surface de friction soit conique. II est ainsi possible d'exploiter l'effet de cale lorsque la bague de synchronisation associée est poussée dessus, de telle sorte que des forces de friction élevées pour des forces de pression axiales comparativement 15 faibles peuvent être atteintes. Il est de préférence prévu que la denture d'embrayage soit formée par une pluralité de dents d'embrayage à orientation radiale. Ceci permet une bonne transmission du couple de rotation et un bon comportement de passage de vitesse.

20 Il est de préférence prévu que la denture d'embrayage soit estampée. On obtient ainsi à moindre effort une très haute précision. Selon un autre mode de réalisation du corps d'embrayage, il est prévu plusieurs languettes repliées radialement avec des extrémités libres, les extrémités libres formant le tronçon de raccordement. ll est ainsi possible de fixer 25 le corps d'embrayage de manière particulièrement simple, par exemple au moyen de languettes repliées radialement vers l'intérieur, à des pignons de vitesse nécessitant peu d'espace radial. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, il est également prévu selon l'invention un pignon de vitesse comportant un corps d'embrayage du type décrit ci-dessus, le 30 pignon de vitesse étant pourvu d'un épaulement périphérique auquel le tronçon de raccordement du corps d'embrayage est raccordé. Ceci permet de fixer le 2964433 -3- corps d'embrayage au pignon de vitesse avec une orientation précise, par exemple par brasage, soudage, collage ou pressage. L'invention est décrite ci-dessous à l'aide d'un mode de réalisation préféré représenté dans les dessins. Ceux-ci montrent : 5 - Figure 1 dans une coupe un ensemble de synchronisation de manière schématique ; - Figure 2 dans une vue explosée l'ensemble de synchronisation de la figure 1 ; - Figure 3 dans une vue en perspective un transmetteur avec des bagues 10 de synchronisation fixées sur celui-ci ; - Figure 4 dans une vue en perspective les bagues de synchronisation de la figure 3 ; - Figure 5 dans une vue en perspective le transmetteur de la figure 3 ; - Figure 6 une coupe le long du plan VI-VI de la figure 1 ; 15 - Figure 7 une coupe le long du plan VII de la figure 6 ; - Figure 8 une coupe le long du plan VIII de la figure 6 ; - Figure 9 dans une coupe un corps d'embrayage selon l'invention ; - Figure 10 le corps d'embrayage de la figure 9 dans une vue en perspective ; 20 - Figure 11 le détail XI de la figure 9 sur une échelle agrandie ; Figure 12 une dent de la denture d'embrayage sur une échelle agrandie ; - Figure 13 dans une vue en perspective un mode de réalisation alternatif d'un corps d'embrayage selon l'invention ; - Figure 14 dans une coupe le corps d'embrayage de la figure 13 ; et 25 - Figure 15 dans une coupe un pignon de vitesse selon l'invention avec le corps d'embrayage de la figure 13 fixé sur celui-ci. 2964433 -4- La structure fondamentale d'un ensemble de synchronisation avec un transmetteur pour une boîte de vitesses est décrite dans ce qui suit à l'aide des figures 1 à 8. La boîte de vitesses comporte un arbre de transmission 10 sur lequel sont 5 agencés deux pignons de vitesse 12, 14. Les deux pignons de vitesse 12, 14 sont réalisés sous forme de pignons fous et peuvent donc tourner par rapport à l'arbre de transmission. Une denture d'embrayage 16 est reliée solidaire en rotation à chaque pignon de vitesse 12, 14. Un transmetteur 18 est agencé entre les deux pignons de vitesse 12,14, 10 lequel est ici formé par un disque transmetteur 20 et deux disques d'embrayage 22. Les deux disques d'embrayage 22 sont agencés des deux côtés du disque transmetteur 20 et présentent une denture extérieure 24 ainsi qu'une denture intérieure 26. La denture extérieure 24 est réalisée de manière à être complémentaire à la denture d'embrayage 16, et la denture intérieure 26 est en 15 engagement avec une denture 28 d'arbre de transmission. Ainsi, les disques d'embrayage 22 sont couplés solidaires en rotation selon la direction périphérique à l'arbre de transmission 10, mais peuvent cependant être déplacés sur l'arbre de transmission dans la direction axiale. Une bague de synchronisation 30 est respectivement agencée des deux 20 côtés du disque transmetteur 20 et est apte à coopérer avec une surface de friction 32 associée au pignon de vitesse correspondant 12 et 14, respectivement. Les deux bagues de synchronisation présentent plusieurs entraîneurs 34 qui s'étendent dans des évidements 36 dans le disque transmetteur 20, ainsi que deux pattes de raccordement 38 diamétralement 25 opposées l'une à l'autre qui s'étendent à travers des orifices de raccordement 40 dans le disque transmetteur 20 (voir en particulier la figure 3). Les pattes de raccordement 38 servent à coupler les deux bagues de synchronisation l'une à l'autre dans la direction axiale. A l'état couplé (voir la figure 4), les extrémités libres des entraîneurs 34 des deux bagues de synchronisation 30 sont 30 étroitement opposées. Dans chaque évidement 36 est agencée une pièce d'appui 42 (voir en particulier les figures 5 et 6), qui est respectivement sollicitée dans la direction radiale vers l'extérieur par un ressort 44. Une surface de pré-synchronisation 46 2964433 -5- est formée à l'extrémité radialement extérieure de chaque pièce d'appui et prend appui sur des chanfreins de pré-synchronisation 48 formés aux extrémités libres des entraîneurs 34 sur la face radialement intérieure (voir la figure 7). Les chanfreins de pré-synchronisation 48 des entraîneurs opposés 34 sont orientés 5 de manière à former un V avec un grand angle d'ouverture, dont la pointe montre radialement vers l'extérieur. Des surfaces de blocage 50 sont réalisées sur les entraîneurs 34, qui vu dans la direction périphérique font face en oblique aux bords de l'évidement 36. Les surfaces de blocage 50 forment ici aussi sur les entraîneurs 34 opposés les uns 10 aux autres un V, la pointe des deux V des entraîneurs opposés étant orientée vers le centre de l'évidement 36. L'ensemble de synchronisation tel que décrit fonctionne de la manière suivante : lorsqu'une vitesse doit être passée, par exemple celle contenant le pignon 14, le transmetteur 18 est déplacé sur l'arbre de transmission 10 au 15 moyen d'une fourchette de boîte de vitesses (non représentée) dans la direction axiale selon la flèche P de la figure 1. Dans une première étape, nommée synchronisation, les deux bagues de synchronisation 30 sont entraînées vers la gauche par les pièces d'appui 42, plus précisément par la surface de pré-synchronisation 46 de la pièce d'appui 42 s'engageant sur le chanfrein de pré- 20 synchronisation 48 gauche de la bague de synchronisation 30 gauche, de telle sorte que la bague de synchronisation 30 parvient en engagement par friction avec la surface de friction 32. La vitesse de rotation de l'arbre de transmission 10 ne correspond habituellement pas à la vitesse de rotation des pignons de vitesse, de telle sorte 25 qu'il existe une différence de vitesses de rotation entre la bague de synchronisation 30 et la surface de friction 32. Ceci provoque un entraînement de la bague de synchronisation dans la direction périphérique (voir la flèche U à la figure 8), grâce à quoi la surface de blocage 50 parvient en appui sur le bord supérieur de l'évidement 36 par rapport à la figure 8. En raison de l'orientation en 30 oblique de la surface de blocage 50, une composante de force est ainsi produite qui empêche un déplacement du disque transmetteur 20 par rapport à l'entraîneur 34. Tant qu'il existe une différence des vitesses de rotation, le couple de friction qui en résulte provoque que la surface de blocage 50 reste en appui 2964433 -6- sur le bord de l'évidement 36. La bague de synchronisation prend ici appui sur la surface de friction 32 et ne peut pas être déplacée plus loin selon la direction axiale. Seulement lorsque la différence de vitesses de rotation est éliminée, la force 5 de blocage exercée par la surface de blocage 50 baisse, de sorte que le bord de l'évidement 36 du disque transmetteur 20 peut déplacer la surface de blocage 50 dans la direction périphérique inversement à la direction de la flèche U en raison de son orientation en oblique, ce qui permet une commutation du transmetteur. Les pièces d'appui 42 rebondissent en même temps vers le bas à l'encontre de 10 l'effet du ressort 44 grâce aux chanfreins de pré-synchronisation 48 orientés en oblique. Ainsi, le transmetteur peut être déplacé axialement jusqu'à ce que la denture extérieure 24 du disque d'embrayage 22 s'engage dans la denture d'embrayage 16 associée au pignon de vitesse 14. On obtient de cette manière une liaison solidaire en rotation entre l'arbre de transmission 10 et le pignon de 15 vitesse 14 à enclencher. Pour libérer la vitesse enclenchée, le transmetteur 18 est déplacé dans la direction opposée pour reprendre sa position centrale, grâce à quoi les deux bagues de synchronisation 30 retournent également dans leur position centrale. Dans cette position, l'engagement par friction avec les surfaces de friction 32 est 20 éliminé. Au moyen des figures 9 à 12 il est maintenant décrit un corps d'embrayage 60 selon l'invention sur lequel est réalisée une surface de friction 32 avec laquelle la bague de synchronisation 30 peut parvenir en engagement. Le corps d'embrayage 60 est généralement réalisé de manière annulaire, et il présente un 25 tronçon de base 62 conique sur la face extérieure duquel est réalisée la surface de friction 32. En cas de besoin, il est aussi possible d'appliquer un revêtement sur la surface de friction 32 pour régler les propriétés de friction souhaitées avec la bague de synchronisation. Un collier 64 se raccorde au tronçon de base 62, le collier définissant un 30 orifice central réalisé de manière concentrique par rapport à l'axe médian du tronçon de base 62 conique. La denture d'embrayage 16 avec laquelle la denture extérieure 24 du disque d'embrayage 22 du transmetteur 18 peut être amenée en engagement est réalisée sur le bord intérieur du collier 64. La denture 2964433 -7- d'embrayage 16 est formée par une pluralité de dents d'embrayage 66 individuelles qui présentent toutes une orientation radiale. L'extrémité du tronçon de base 62 qui est détournée du collier 64 est réalisée sur la face intérieure en tant que tronçon de raccordement 65.

5 Chaque dent d'embrayage 66 est pourvue sur sa face détournée du tronçon de raccordement 65 de deux surfaces d'engrenage 68 agencées en oblique qui facilitent l'engrenage avec la denture extérieure 24 du disque d'embrayage 22. Tel que visible à la figure 1, le corps d'embrayage 60 est placé sur un épaulement 70 prévu sur les pignons de vitesse 12, 14. Le corps d'embrayage 60 10 est ainsi positionné de manière précise. Le corps d'embrayage peut être brasé, soudé, collé, comprimé avec le pignon de vitesse correspondant ou être relié d'une autre manière appropriée à celui-ci. Il peut en outre être prévu(e) qu'un moletage, une denture ou une autre configuration similaire soit prévu tant sur l'épaulement 70 du pignon de vitesse 12, 14 que sur le tronçon de raccordement 15 65, au moyen duquel/de laquelle on obtient une coopération de formes au moins dans la direction périphérique. Ceci facilite la transmission du couple de rotation survenant du corps d'embrayage vers le pignon de vitesse. L'avantage particulier du corps d'embrayage 60 consiste en ce qu'il regroupe toutes les surfaces fonctionnelles nécessaires dans un composant, à savoir le 20 tronçon de raccordement 65 pour la liaison avec le pignon de vitesse correspondant, la surface de friction 32 pour la génération du couple de rotation nécessaire lors de la synchronisation, ainsi que la denture d'embrayage 16 pour la transmission du couple de rotation de l'arbre de transmission vers le pignon de vitesse. Le corps d'embrayage 60 est réalisé d'une seule pièce et de préférence 25 en tôle amenée par emboutissage dans la forme de cuvette telle que représentée. La denture d'embrayage 16 peut être calibrée par découpage et par estampage ultérieur. Ceci permet dans l'ensemble d'obtenir la géométrie souhaitée à moindre effort de fabrication. Les figures 13 à 15 représentent un mode de réalisation du corps 30 d'embrayage 60 dans lequel sont réalisés sur une face axiale de la surface de friction 32 le collier 64 replié avec la denture d'embrayage 16, et sur la face axiale opposée de la surface de friction 32 plusieurs languettes 70 radialement repliées. Dans le cas présent, les languettes 70 sont repliées radialement vers 2964433 8- l'intérieur et présentent des extrémités libres 72 qui forment le tronçon de raccordement 65. Dans la vue en perspective du corps d'embrayage 60 selon la figure 13, six languettes 70 sont agencées de façon exemplaire régulièrement réparties sur la 5 périphérie du corps d'embrayage 60, le tronçon de raccordement 65 étant formé par des surfaces radiales aux extrémités libres 72 des languettes 70. Les extrémités libres 72 des languettes 70 sont de préférence étroitement adjacentes dans la direction périphérique de sorte que le tronçon de raccordement 65 composé des surfaces intérieures radiales individuelles est circonférentiel dans la 10 direction périphérique de façon pratiquement continue. Les figures 14 et 15 montrent des coupes à travers le corps d'embrayage 60 selon la figure 13. Il est visible ici que dans le cas présent, le corps d'embrayage 60 peut être fixé à moindre effort à des pignons de vitesses 12 nécessitant radialement peu d'espace. Le tronçon de raccordement 65, c'est-à-dire les 15 extrémités libres 72 des languettes 70 radialement repliées sont à cet effet par exemple reliées à un épaulement périphérique 74 du pignon de vitesse 12, par exemple par brasage, soudage, collage ou pressage.

Claims

REVENDICATIONS1. Corps d'embrayage (60) pour un pignon de vitesse (12, 14) d'une boîte de vitesses, caractérisé en ce qu'il est réalisé d'un seul tenant avec une surface de friction (32) pour une bague de synchronisation, avec une denture d'embrayage (16) et avec un tronçon de raccordement (65) au moyen duquel il peut être raccordé au pignon de vitesse (12, 14), le corps d'embrayage présentant sur sa face détournée du tronçon de raccordement (65) un collier (64) replié, et la denture d'embrayage (16) étant réalisée sur la face intérieure du collier (64).
2. Corps d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé en tôle.
3. Corps d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est embouti.
4. Corps d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de friction (32) est conique.
5. Corps d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la denture d'embrayage (16) est réalisée par une pluralité de dents d'embrayage (68) à orientation radiale.
6. Corps d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la denture d'embrayage (16) est estampée.
7. Corps d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs languettes (70) repliées radialement avec des extrémités libres (72), les extrémités libres (72) formant le tronçon de raccordement (65).
8. Pignon de vitesse (12, 14) comportant un corps d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un épaulement périphérique (70) auquel le tronçon de raccordement (65) du corps d'embrayage (60) est raccordé.30