"ENSEMBLE A PIGNON ET DISQUE DENTE POUR UN ENGRENAGE AVEC RATTRAPAGE DE JEU" "PINION AND DISC SET FOR A GEAR WITH GAME TURNING"
La présente invention concerne un ensemble à pignon pour un engrenage, notamment dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile, et à disque denté. Plus particulièrement, l'invention concerne un tel ensemble dans lequel le disque denté est disposé latéralement au pignon et coopère avec ce dernier par friction, le pignon et le disque denté étant prévus pour être en engrènement avec un autre pignon de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. Ce genre d'ensemble est connu du document US5771745 dont l'agencement d'engrenage comporte un disque denté qui est magnétique et qui comporte moins de dents que le pignon. Le disque tourne plus vite que le pignon si bien que plus la différence de vitesse est grande, plus la friction dissipe d'énergie et pénalise le rendement. The present invention relates to a gear assembly for a gear, particularly in a vehicle gearbox such as an automobile, and toothed disc. More particularly, the invention relates to such an assembly in which the toothed disk is disposed laterally to the pinion and cooperates with the latter by friction, the pinion and the toothed disk being provided to be meshing with another gear of the gear so to determine a backlash of backlash. This type of assembly is known from US5771745 whose gear arrangement comprises a toothed disc which is magnetic and which has fewer teeth than the pinion. The disc rotates faster than the pinion so that the greater the difference in speed, the more the friction dissipates energy and penalizes the yield.
La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble à pignon pour un engrenage, notamment dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile, et à disque denté qui est disposé latéralement au pignon et qui coopère avec ce dernier par friction, le pignon et le disque denté étant prévus pour être en engrènement avec un autre pignon de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. Dans cet ensemble, le disque denté a son nombre de dents qui est supérieur au nombre de dents du pignon. Dans divers modes de réalisation de l'ensemble selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes . le disque denté comporte une dent de plus que le pignon ; le disque denté et le pignon présentent des diamètres sensiblement identiques ; le disque denté et le pignon coopèrent par friction suivant un effort axial ; - une rondelle axialement élastique est interposée entre le disque denté et le pignon pour qu'ils coopèrent axialement par friction. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un dispositif d'engrènement pour une boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, comprenant au moins un engrenage pourvu d'un ensemble conforme à l'invention et dans lequel le pignon et le disque denté engrènent avec un autre pignon de l'engrenage de manière à déterminer un rattrapage de jeu d'engrènement. The present invention is intended to overcome the disadvantages of the prior art. For this purpose, the subject of the invention is a gear assembly for a gear, in particular in a vehicle gearbox such as an automobile, and with a toothed disc which is disposed laterally to the gear and which co-operates with the latter by friction. , the pinion and the toothed disk being provided to be in mesh with another gear of the gear so as to determine a backlash of meshing. In this set, the toothed disc has its number of teeth which is greater than the number of teeth of the pinion. In various embodiments of the assembly according to the invention, it may optionally be resorted to further to one and / or the other of the following provisions. the toothed disk has one more tooth than the pinion; the toothed disk and the pinion have substantially identical diameters; the toothed disk and the pinion cooperate by friction along an axial force; - An axially resilient washer is interposed between the toothed disk and the pinion to cooperate axially by friction. Furthermore, the subject of the invention is also a meshing device for a vehicle gearbox, in particular an automobile gearbox, comprising at least one gear provided with an assembly according to the invention and in which the pinion and the toothed disc meshing with another gear of the gear so as to determine a backlash of meshing.
Par ailleurs, l'invention a également pour objet une boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, comprenant au moins un dispositif d'engrènement conforme à l'invention de manière à modérer le bruit de fonctionnement de la boîte de vitesses par rattrapage du jeu d'engrènement. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble à pignon et disque denté du dispositif d'engrènement fait partie d'un engrenage de marche arrière. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : la figure 1 est une vue en perspective d'un 30 ensemble à pignon pour un engrenage et à disque denté selon l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif d'engrènement comprenant un engrenage pourvu d'un ensemble conforme à l'invention ; 35 la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un détail du dispositif d'engrènement ; les figures 4 à 6 sont des courbes d'écart de régime selon le nombre de dents du dispositif d'engrènement. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un ensemble à pignon 12 pour un engrenage et à disque denté 14. La direction désignée comme longitudinale dans la description correspond à l'axe de rotation des pignons. Un tel ensemble est notamment prévu pour être utilisé dans une boîte de vitesses de véhicule tel qu'une automobile. Dans une telle boîte de vitesses, il existe toujours un jeu minimum entre deux pignons en prise. Or, sous l'effet des acyclismes venant des explosions du moteur, lorsque ces pignons ne transmettent pas de couple car un autre rapport est engagé, ils s'entrechoquent et produisent un bruit parasite appelé bruit de grenaille. La description qui va suivre est dédiée à un dispositif d'entraînement dans le cadre d'un engrenage de marche arrière d'une boîte de vitesses d'automobile mais ce dispositif peut être appliqué dans tout type d'utilisation de pignons à axes parallèles, que ces pignons aient une denture droite, hélicoïdale, ou à chevron. Les dentures peuvent être intérieures ou extérieures. L'ensemble 10 à pignon 12 et à disque denté 14 est représenté en éclaté à la figure 1. Cet ensemble 10 comporte une rondelle 16 axialement élastique interposée entre le disque denté 14 et le pignon 12 pour qu'ils coopèrent axialement en étant accouplés par friction. La rondelle de friction 16 est une rondelle tronconique de type couramment appelé rondelle Belleville. Elle est mise en contrainte axiale entre le disque denté 14 et le pignon 12 qui est solidaire en rotation d'un arbre 22 de la boîte de vitesses. La rondelle 16 et le disque denté 14 sont montés sur l'arbre 22 de manière à pouvoir tourner par rapport à ce dernier. Le disque denté 14, la rondelle 16 et le pignon 12 sont immobilisées sur leur arbre 22 par des moyens connus tels qu'un épaulement de l'arbre et un anneau élastique type circlips. Dans le mode de réalisation représenté, le circlips est sur l'arbre 22, contre le pignon 12 et à l'opposé d'un épaulement latéral au pignon fixe 24 solidaire de l'arbre 22 (figure 2) contre lequel le disque denté 14 est en appui. Le disque denté 14 a son nombre de dents qui est supérieur au nombre de dents du pignon 12. Dans le mode de réalisation représenté, le disque denté 14 comporte une dent de plus que le pignon 12, sachant que le diamètre primitif de ce pignon et le diamètre primitif de ce disque sont sensiblement identiques. Dans le dispositif d'engrènement, le pignon 12 et le disque denté 14 de l'ensemble selon l'invention engrènent avec un autre pignon 28 de l'engrenage, en l'espèce un pignon menant. Comme le pignon 12 et le disque denté 14 ne possèdent pas le même nombre de dents, ils ne tournent donc pas à la même vitesse lorsque le pignon menant 28 tourne. Il en résulte un effort de frottement généré par la rondelle de friction 16. Furthermore, the subject of the invention is also a vehicle gearbox, in particular an automobile gearbox, comprising at least one meshing device according to the invention so as to moderate the operating noise of the gearbox by catching the game. meshing. In one embodiment of the invention, the pinion and gear assembly of the meshing device is part of a reverse gear. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of one of its embodiments, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings. In the drawings: Fig. 1 is a perspective view of a pinion gear and gear assembly according to the invention; Figure 2 is a perspective view of a meshing device comprising a gear provided with an assembly according to the invention; Figure 3 is a cross-sectional view of a detail of the meshing device; Figures 4 to 6 are deviation curves of the regime according to the number of teeth of the meshing device. In the different figures, the same references designate identical or similar elements. Referring to the figures, reference numeral 10 denotes a gear assembly 12 for a gear and toothed disc 14. The direction designated as longitudinal in the description corresponds to the axis of rotation of the gears. Such an assembly is in particular intended to be used in a vehicle gearbox such as an automobile. In such a gearbox, there is always a minimum clearance between two pinions in gear. However, under the effect of acyclisms from engine explosions, when these gears do not transmit torque because another gear is engaged, they clash and produce a parasitic noise called shot noise. The following description is dedicated to a drive device in the context of a reverse gear of an automobile gearbox, but this device can be applied in any type of use of pinions with parallel axes, these sprockets have straight, helical, or chevron toothing. The teeth can be inside or outside. The pinion 12 and toothed disk assembly 14 is shown in exploded form in FIG. 1. This assembly 10 comprises an axially elastic washer 16 interposed between the toothed disk 14 and the pinion 12 so that they cooperate axially by being coupled by friction. The friction washer 16 is a frustoconical washer of the type commonly called Belleville washer. It is placed in axial stress between the toothed disk 14 and the pinion 12 which is integral in rotation with a shaft 22 of the gearbox. The washer 16 and the toothed disc 14 are mounted on the shaft 22 so as to be rotatable relative thereto. The toothed disc 14, the washer 16 and the pinion 12 are immobilized on their shaft 22 by known means such as a shoulder of the shaft and a circlip type elastic ring. In the embodiment shown, the circlip is on the shaft 22, against the pinion 12 and opposite a lateral shoulder to the fixed pinion 24 integral with the shaft 22 (Figure 2) against which the toothed disk 14 is in support. The toothed disk 14 has its number of teeth which is greater than the number of teeth of the pinion 12. In the embodiment shown, the toothed disc 14 has one tooth more than the pinion 12, knowing that the pitch diameter of this pinion and the pitch diameter of this disc are substantially identical. In the meshing device, the pinion 12 and the toothed disk 14 of the assembly according to the invention meshes with another pinion 28 of the gear, in this case a driving pinion. Since the pinion 12 and the toothed disc 14 do not have the same number of teeth, they do not rotate at the same speed when the driving gear 28 rotates. This results in a friction force generated by the friction washer 16.
Si la marche arrière est engagée, un couple est transmis par le pignon 12 et le pignon 28 pour le déplacement du véhicule en marche arrière. Dans ce cas, il faut vaincre l'effort de frottement de la rondelle 16 car cette dernière est entraînée par la chaîne de traction et sa vitesse est imposée par celle du pignon menant 28 et du pignon mené 12 de l'engrenage. Si un autre rapport est engagé il n'y a plus de transmission de couple entre le pignon 28 et le pignon 12. Dans l'exemple considéré, le pignon 28 étant le pignon récepteur de marche arrière, le pignon 12 n'est plus solidaire de l'arbre de marche arrière. Le disque denté 14 tourne toujours à une vitesse différente de la vitesse de pignon 12 et les frottements de la rondelle de friction 16 font ralentir le pignon 12. Ces frottements ont pour conséquence de maintenir plaquée en permanence les dents du pignon 12 engrenées avec les dents du pignon 28. Ainsi le pignon 12 se comporte comme s'il n'avait pas de jeu d'engrènement, le disque denté 14 étant comme le pignon 12 engrené avec le pignon 28 (figure 3), comme si les dents du pignon 12 et du disque 14 constituaient une denture sans jeu d'engrènement dans la denture du pignon 28. Le principe de l'invention ressort déjà en partie de la description qui précède et va maintenant être détaillé. La différence du nombre de dents crée une vitesse relative entre le disque denté 14 et le pignon 12 et le frottement entre ce disque et ce pignon dissipe de l'énergie. Cette dissipation dépend des états de surface des pièces, de l'effort axial appliqué par la rondelle de friction axialement élastique 16, des diamètres des pignons et bien sûrs de l'écart de vitesse de rotation entre la rondelle de friction et son pignon. Les courbes des figures 4 à 6 montrent l'écart de régime en ordonnée en fonction du nombre de dents du pignon 12 en abscisse, pour une vitesse d'entraînement de 1 tour par minute. If the reverse gear is engaged, a torque is transmitted by the pinion 12 and pinion 28 for moving the vehicle in reverse. In this case, it is necessary to overcome the friction force of the washer 16 because the latter is driven by the drive chain and its speed is imposed by that of the drive gear 28 and the driven gear 12 of the gear. If another gear is engaged, there is no longer any transmission of torque between pinion 28 and pinion 12. In the example considered, pinion 28 being the reverse gear, pinion 12 is no longer secured. of the reverse shaft. The toothed disk 14 always rotates at a speed different from the pinion speed 12 and the friction of the friction washer 16 causes the pinion 12 to slow down. This friction has the consequence of keeping the teeth of the pinion 12 engaged with the teeth permanently pressed down. of the pinion 28. Thus the pinion 12 behaves as if it had no backlash, the toothed disc 14 being like the pinion 12 meshing with the pinion 28 (Figure 3), as if the teeth of the pinion 12 and the disk 14 constituted a toothing without meshing in the toothing of the pinion 28. The principle of the invention is already apparent in part from the foregoing description and will now be detailed. The difference in the number of teeth creates a relative speed between the toothed disk 14 and the pinion 12 and the friction between this disk and this pinion dissipates energy. This dissipation depends on the surface states of the parts, the axial force applied by the axially resilient friction washer 16, the diameters of the gears and of course the difference in speed of rotation between the friction washer and its pinion. The curves of FIGS. 4 to 6 show the difference in the ordinate speed as a function of the number of teeth of the pinion 12 on the abscissa, for a drive speed of 1 rpm.
Sur ces figures, la courbe en trait plein référencée 32 correspond à un écart de nombres de dents dans lequel le disque denté 14 comporte une dent de plus que le pignon mené 12. Sur ces courbes, la courbe en trait pointillé référencée 34 correspond à un écart de nombres de dents dans lequel le disque denté 14 comporte une dent de moins que le pignon mené 12, comme dans le cas représenté aux figure 1 à 3. La figure 4 correspond à un pignon d'entraînement 28 comportant 20 dents. La figure 5 correspond à un pignon d'entraînement 28 comportant 40 dents. La figure 6 correspond à un pignon d'entraînement 28 comportant 60 dents. In these figures, the solid line curve referenced 32 corresponds to a difference in number of teeth in which the toothed disc 14 has one more tooth than the driven pinion 12. On these curves, the dashed line curve referenced 34 corresponds to a difference in number of teeth in which the toothed disc 14 has one tooth less than the driven pinion 12, as in the case shown in Figures 1 to 3. Figure 4 corresponds to a drive pinion 28 having 20 teeth. Figure 5 corresponds to a drive gear 28 having 40 teeth. Figure 6 corresponds to a drive gear 28 having 60 teeth.
En comparant toutes ces courbes, dans tous les cas, la configuration selon laquelle le disque denté comporte une dent de plus que le pignon mené permet d'avoir un écart de régime plus petit que dans la configuration selon laquelle le disque denté comporte une dent en moins. Cette différence de régime plus faible permet d'avoir des pertes par frottement plus faible et donc un meilleur rendement. Ainsi, la solution selon l'invention est meilleure que celle décrite dans le document US5771745. La solution proposée selon l'invention apporte les avantages suivants . meilleur rendement en optimisant le frottement par un choix judicieux de différence de nombre de dents ; - facilité d'assemblage, en particulier facilité d'assemblage par rapport à une solution de type système de rattrapage de jeu par ressort imposant une pige de blocage à retirer une fois le montage terminé ; une largeur de disque denté qui peut être faible de manière à permettre de garder un encombrement axial quasiment identique à celui d'un agencement sans rondelle de friction ni disque denté. L'invention permet de toute façon de réduire le jeu d'engrènement par friction, ce qui évite les chocs et 25 permet de réduire la bruyance de type bruit de grenaille. By comparing all these curves, in all cases, the configuration according to which the toothed disc comprises one more tooth than the driven gear makes it possible to have a smaller variation in speed than in the configuration according to which the toothed disc comprises a tooth in less. This lower speed difference allows for lower friction losses and therefore better performance. Thus, the solution according to the invention is better than that described in the document US5771745. The proposed solution according to the invention provides the following advantages. better performance by optimizing the friction by a judicious choice of difference in the number of teeth; ease of assembly, in particular ease of assembly with respect to a solution of the type of system of retraction of game by spring imposing a locking pin to withdraw once assembly is completed; a toothed disk width which can be small so as to keep an axial size almost identical to that of an arrangement without friction washer or toothed disk. In any case, the invention makes it possible to reduce the meshing play by friction, which avoids shocks and makes it possible to reduce noise of the type of shot.