FR3010752A1 - Commande de vitesse a crabots pour une boite de vitesses de vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une commande de vitesse à crabots (16) comprenant un corps d'embrayage (18), un crabot d'accouplement (22) ainsi qu'une unité de friction (24), l'unité de friction (24) étant reliée par coopération de formes au crabot d'accouplement (22) dans le sens périphérique (26), le crabot d'accouplement (22) étant apte à être déplacé axialement par rapport au corps d'embrayage (18) entre une position neutre dans laquelle le crabot d'accouplement (22) est libre en rotation par rapport au corps d'embrayage (18), une position de synchronisation dans laquelle le crabot d'accouplement (22) est accouplé au corps d'embrayage (18) par une liaison par friction, et une position de changement de vitesse dans laquelle le crabot d'accouplement (22) est relié au corps d'embrayage (18) par coopération de formes.

Description

-1- Commande de vitesse à crabots pour une boîte de vitesses de véhicule L'invention se rapporte à une commande de vitesse à crabots pour une boîte de vitesses de véhicule. Les commandes de vitesse à crabots pour les boîtes de vitesses de véhicules sont généralement connues de l'état de la technique et se caractérisent par leur structure constructive simple et ainsi peu coûteuse. Les changements de vitesse à crabots présentent cependant, en particulier dans le cas de vitesses de rotation différentielles élevées et/ou de couples d'inertie élevés des composants à coupler, un faible confort de changement de vitesse ainsi qu'un développement de bruits et une sollicitation des composants élevés et non désirés. Le but de l'invention est de créer une commande de vitesse à crabots pour une boîte de vitesses de véhicule permettant un fonctionnement de changement de vitesse peu bruyant et à faible usure avec un confort de changement de vitesse élevé. Ce but est atteint selon l'invention par une commande de vitesse à crabots pour une boîte de vitesses de véhicule, comprenant au moins un corps d'embrayage qui est fixé à un pignon de vitesse de la boîte de vitesses de véhicule et qui est monté mobile en rotation et sensiblement axialement non déplaçable sur un arbre de transmission mobile en rotation autour d'un axe de transmission, un crabot d'accouplement annulaire qui est monté sensiblement solidaire en rotation et axialement déplaçable sur l'arbre de transmission mobile en rotation autour de l'axe de transmission, ainsi qu'une unité de friction qui comprend plusieurs éléments de friction répartis dans le sens périphérique, qui présentent chacun une surface de friction réaliser une liaison par friction avec le corps d'embrayage, l'unité de friction étant reliée par coopération de formes au crabot d'accouplement dans le sens périphérique et pouvant être sollicitée axialement par le crabot d'accouplement, le crabot d'accouplement étant apte à - 2 - être déplacé axialement par rapport à au corps d'embrayage entre une position neutre dans laquelle le crabot d'accouplement est sensiblement libre en rotation par rapport à au corps d'embrayage, une position de synchronisation dans laquelle le crabot d'accouplement est accouplé au corps d'embrayage dans le sens périphérique par la liaison par friction, et une position de changement de vitesse dans laquelle le crabot d'accouplement est relié au corps d'embrayage dans le sens périphérique par coopération de formes. L'arbre de transmission peut être de cette manière tout d'abord relié par l'intermédiaire de la liaison par friction au pignon de vitesse fixé sur le corps d'embrayage. Une liaison par coopération de formes entre l'arbre de transmission et le pignon de vitesse, qui présentent chacun un couple d'inertie élevé, est cependant réalisée seulement après une synchronisation partielle ou pratiquement complète des vitesses de rotation des deux composants au moyen de la liaison par friction. Ceci mène à un confort de changement de vitesse nettement plus élevé ainsi qu'à un fonctionnement de la commande de vitesse à crabots moins bruyant et à usure réduite. En particulier, les éléments de friction de l'unité de friction sont réalisés en tant qu'éléments de friction séparés qui sont agencés en étant répartis de façon régulière dans le sens périphérique, les surfaces de friction des éléments de friction étant chacune tournées vers un cône de friction du corps d'embrayage et pouvant attaquer celui-ci pour réaliser une liaison par friction entre les éléments de friction et le corps d'embrayage. Le confort de changement de vitesse s'approche ici du confort de changement de vitesse d'un embrayage à synchronisation (à verrouillage), la commande de vitesse à crabots présentant une structure de construction plus simple, nécessitant un espace de construction axial plus petit et générant des couples de traînée plus faibles, ce qui conduit à un rendement particulièrement élevé. Selon un mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots, les éléments de friction sont des segments annulaires séparés, espacés dans le sens périphérique qui forment une bague de friction segmentée. De tels éléments de friction peuvent être fabriqués de manière simple du point de vue technique de production et adaptés, du point de vue géométrique, à peu de frais aux conditions secondaires de la commande de vitesse à crabots, les éléments de friction individuels pouvant être tous réalisés de manière identique. Les éléments - 3 - de friction sont en particulier des pièces métalliques frittées en acier ou en métal léger, en particulier en aluminium. En alternative, une matière plastique est toutefois aussi concevable. De préférence, une face intérieure radiale de chaque élément de friction se rétrécit en forme de cône depuis les bords axiaux vers un plan médian axial de l'élément de friction, de telle sorte que la face intérieure radiale présente deux surfaces de segment coniques, l'une au moins des deux surfaces de segment formant la surface de friction. Si l'on considère ensemble tous les éléments de friction, on obtient ainsi une bague conique segmentée qui peut, même avec des forces de commande axiales faibles, produire avec le corps d'embrayage des couples de friction qui sont assez élevées. En particulier, chaque élément de friction est réalisé symétrique par rapport au plan médian, ce qui contribue à son tour à des coûts de production particulièrement faibles. Pour réaliser la liaison par friction, le corps d'embrayage, en particulier sur sa face extérieure radiale, peut présenter un cône de friction adjacent aux surfaces de friction des éléments de friction. L'angle de cône du cône de friction et des éléments de friction sont de préférence identiques, de telle sorte que dans la position de synchronisation, le corps d'embrayage et les éléments de friction sont alignés à plat l'un contre l'autre et peuvent transmettre un couple de friction important. Le cône de friction et/ou les surfaces de friction des éléments de friction peuvent ici être revêtu(e)s d'une garniture de friction. On peut ainsi, pour une force de commande axiale prédéterminée, augmenter à peu de frais le couple de friction transmissible entre le corps d'embrayage et l'unité de friction.

De préférence, les éléments de friction sont réalisés en matière plastique ou en un matériau fritté. Ceci permet une adaptation simple de la géométrie des éléments de friction à peu de frais de fabrication. En particulier, les éléments de friction peuvent être entièrement formés en un matériau de friction de telle sorte que pour augmenter le couple de friction transmissible entre le corps d'embrayage et l'unité de friction, ni une garniture de friction ni un revêtement du cône de friction et/ou des éléments de friction avec cette garniture de friction ne sont nécessaires. - 4 - De manière préférée, le crabot d'accouplement présente des crabots faisant saillie axialement, et le corps d'embrayage présente des évidements de crabot ou inversement, les crabots s'engageant dans les évidements de crabot pour réaliser une liaison par coopération de formes entre le crabot d'accouplement et le corps d'embrayage. Des crabots axiaux ainsi que des évidements correspondants peuvent être conformés sur le crabot de commande de vitesse et ou sur le corps d'embrayage, respectivement, à peu de frais sur le plan de la fabrication et assurent une liaison par coopération de formes robuste et fiable. Les crabots et/ou les évidements de crabots peuvent ici être pourvus d'un revêtement pour l'amortissement de butée. De préférence, les tronçons des crabots et/ou des évidements de crabot agissant en tant que surfaces de butée dans le sens périphérique sont revêtus, grâce à quoi il en résulte une faible sollicitation des composants et un faible développement de bruits lors du fonctionnement de la commande de vitesse à crabots.

En particulier, il est prévu au moins trois, de préférence six éléments de friction séparés. En ce qui concerne le nombre d'éléments de friction, cette plage constitue un bon compromis entre des faibles coûts de fabrication et des faibles coûts de montage des éléments de friction. Selon un autre mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots, il est prévu au moins un élément ressort qui sollicite radialement les éléments de friction. Ce dit au moins un élément ressort est important en particulier pour le dimensionnement de l'unité de friction puisqu'on détermine par l'intermédiaire de la force de ressort à partir de quand la liaison par friction est surmontée et la liaison par crabots peut être passée. Par ailleurs, la précontrainte radiale des éléments de friction, en particulier contre le baladeur, conduit à une fixation radiale de la position des éléments de friction et par conséquent à un fonctionnement avec peu de bruit et sans cliquetis de la commande de vitesse à crabots. Selon un autre mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots, une ouverture d'élément de friction dans le crabot d'accouplement est associée à chaque élément de friction, chaque élément de friction s'étendant à travers l'ouverture d'élément de friction associée et faisant saillie axialement des deux côtés au-delà du crabot d'accouplement. Ceci constitue une possibilité simple - 5 - pour relier l'unité de friction et le crabot d'accouplement par coopération de formes dans le sens périphérique. Chaque élément de friction présente ici sur un bord axial au moins un prolongement s'étendant dans le sens périphérique, qui fait saillie dans le sens périphérique en particulier au-delà de l'ouverture d'élément de friction associée. On peut ainsi agrandir à peu de frais les surfaces de friction des éléments de friction, grâce à quoi le couple de friction transmissible entre le corps d'embrayage et l'unité de friction augmente. De préférence, chaque élément de friction présente sur un bord axial au 10 moins deux prolongements s'étendant dans le sens contraire au sens périphérique, qui font saillie en particulier des deux côtés au-delà de l'ouverture d'élément de friction associée. En outre, les éléments de friction peuvent être maintenus dans le sens périphérique de manière fixe dans l'ouverture d'élément de friction associée 15 respective. Ceci permet de minimiser des bruits de butée indésirables entre le crabot d'accouplement et les éléments de friction. Selon un autre mode de réalisation, le crabot d'accouplement est apte à être déplacé axialement par rapport aux éléments de friction et réalise, dans une position médiane axiale, une liaison par encliquetage avec les éléments de 20 friction. Dans cette position médiane axiale, le crabot d'accouplement et les éléments de friction sont centrés axialement et présentent donc des plans médians identiques. Le centrage médian axial des éléments de friction par rapport au crabot d'accouplement minimise des couples de traînée indésirables dans la commande de vitesse à crabots, de sorte que l'on obtient un rendement 25 particulièrement élevé. Par exemple, chaque élément de friction présente sur sa face intérieure radiale, au centre axial, un évidement de centrage, en particulier une gorge de centrage s'étendant dans le sens périphérique pour effectuer le central axial des éléments de friction par rapport au crabot d'accouplement. Cet évidement de 30 centrage ou cette gorge de centrage, respectivement, permet à peu de frais de construction un centrage médian fiable des éléments de friction par rapport au crabot d'accouplement. - 6 - Selon un autre mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots, il est associé à chaque élément de friction un élément ressort qui est logé dans le crabot d'accouplement et qui sollicite radialement vers l'extérieur l'élément de friction associé.

Dans ce mode de réalisation, il est associé à chaque élément ressort un corps de mise en pression qui est guidé radialement dans le crabot d'accouplement et qui peut s'engager dans l'évidement de centrage de l'élément de friction associé. Le corps de mise en pression est ici en particulier une bille. Selon un autre mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots, il est prévu sur une face extérieure radiale de chaque élément de friction une gorge de positionnement qui s'étend dans le sens périphérique, l'unité de friction présentant un élément de couplage entourant les éléments de friction, qui s'engage dans la gorge de positionnement. On peut de cette manière réaliser à peu de frais un positionnement axial des éléments de friction les uns par rapport aux autres et/ou un positionnement radial des éléments de friction. Il est prévu de manière particulièrement préférée deux éléments de couplage et deux gorges de positionnement qui, par rapport aux éléments de friction, sont agencés en particulier avec symétrie axiale. L'élément de couplage est de préférence un ressort-bague qui sollicite les éléments de friction radialement vers l'intérieur contre le crabot d'accouplement Par l'intermédiaire d'un tel ressort-bague, on peut précontraindre radialement tous les éléments de friction de manière simple. Dans des variantes de réalisation dans lesquelles, à chaque élément de friction est associé un élément ressort qui sollicite l'élément de friction associé radialement vers l'extérieur, l'élément de couplage peut, en alternative, être aussi une bague métallique fermée, sensiblement non élastique dans le sens périphérique, en particulier une bague en acier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit de modes de réalisation préférés en faisant référence aux dessins. Ceux-ci montrent : - 7 - - figure 1, une vue éclatée en perspective d'un détail d'une boîte de vitesses de véhicule avec une commande de vitesse à crabots selon l'invention, selon un premier mode de réalisation ; - figure 2, une coupe longitudinale à travers le détail de boîte de vitesses de véhicule selon la figure 1, - figure 3, une autre coupe longitudinale à travers le détail de boîte de vitesses de véhicule selon la figure 1, - figure 4, une vue éclatée en perspective d'une unité de friction apte à être pré-assemblée, de la commande de vitesses à crabots selon la figure 1, - figure 5, une coupe longitudinale à travers l'unité de friction selon la figure 4, - figure 6, une vue éclatée en perspective d'un détail d'une boîte de vitesses de véhicule avec une commande de vitesse à crabots selon l'invention, selon un deuxième mode de réalisation ; - figure 7, une coupe longitudinale à travers le détail de boîte de vitesse de véhicule selon la figure 6, - figure 8, une autre coupe longitudinale à travers le détail de boîte de vitesse de véhicule selon la figure 6, - figure 9, une vue éclatée en perspective d'une unité de friction apte à être pré-assemblée, de la commande de vitesse à crabots selon un troisième mode de réalisation, et - figure 10, une vue en perspective de l'unité de friction selon la figure 9 à l'état assemblé. Les figures 1 à 10 concernent une boîte de vitesses 10, en particulier une boîte de vitesses automatisée ou une boîte de vitesses à double embrayage, comportant un arbre de transmission 12 mobile en rotation autour d'un axe de transmission A, deux pignons de vitesse 14 montés mobiles en rotation déplaçable (excepté un jeu de palier souhaité dû à la fabrication et pour le fonctionnement sûr des pignons de vitesse) et de manière axialement non sur l'arbre de transmission 12, ainsi qu'une commande de vitesse à crabots 16. Les pignons de vitesse 14 de la boîte de vitesses de véhicule 10 sont ici chacun - 8 - reliés de manière solidaire à un corps d'embrayage 18 de la commande de vitesse à crabots 16, et sont en particulier réalisés ou soudés d'un seul tenant. Selon les figures 1 à 3 et 6 à 8, il est prévu sur la face (gauche) de la commande de vitesse à crabots, tournée vers le pignon de vitesse 14 plus petit, un disque d'embrayage 20 séparé associé au corps d'embrayage 18, lequel est relié de manière solidaire sur le pignon de vitesse 14, en particulier pressé ou soudé. La commande de vitesse à crabots 16 pour la boîte de vitesses de véhicule 10 comprend deux corps d'embrayage 18 qui sont chacun fixés à l'un des pignons de vitesse 14 de la boîte de vitesses de véhicule 10 et qui sont ainsi montés mobiles en rotation et sensiblement axialement non déplaçables sur l'arbre de transmission 12, un crabot d'accouplement 22 annulaire qui est monté sensiblement solidaire en rotation et axialement déplaçable sur l'arbre de transmission 12, ainsi qu'une unité de friction 24 qui comprend plusieurs éléments de friction 28 répartis de façon régulière dans le sens périphérique 26, les éléments de friction 28 étant réalisés en matière plastique ou en un matériau fritté et présentant chacun une surface de friction 30 pour réaliser une liaison par friction avec un des corps d'embrayage 18. L'unité de friction 24 est reliée par coopération de formes au crabot d'accouplement 22 dans le sens périphérique 26 et peut être sollicitée axialement par le crabot d'accouplement 22. Le crabot d'accouplement 22 est ici apte à être déplacé axialement par rapport à au corps d'embrayage 18 entre une position neutre dans laquelle le crabot d'accouplement 22 est sensiblement libre en rotation par rapport au corps d'embrayage 18 (voir figures 2, 3, 7 et 8), une position de synchronisation dans laquelle le crabot d'accouplement 22 est accouplé au corps d'embrayage 18 dans le sens périphérique 26 par la liaison par friction, et une position de changement de vitesse dans laquelle le crabot d'accouplement 22 est relié par coopération de formes au corps d'embrayage 18 dans le sens périphérique 26. De manière générale, l'unité de friction 24 comprend au moins trois éléments de friction 28 séparés qui sont répartis de préférence de façon régulière dans le sens périphérique 26. - 9 - Selon les exemples de réalisation présents, il est prévu respectivement six éléments de friction 28 séparés, les éléments de friction 28 étant des segments annulaires espacés dans le sens périphérique 26, qui forment une bague de friction segmentée.

La figure 5 montre nettement qu'une face intérieure radiale de chaque élément de friction 28 se rétrécit en forme de cône depuis les bords 32, 34 axiaux vers un plan médian E axial de l'élément de friction 28, de telle sorte que la face intérieure radiale présente deux surfaces de segment coniques qui forment la surface de friction 30 permettant de réaliser la liaison par friction avec les corps d'embrayage 18. Pour réaliser la liaison par friction, chaque corps d'embrayage 18 présente àq son tour sur sa face extérieure radiale un cône de friction 36 adjacent aux surfaces de friction 30 des éléments de friction 28. Dans les modes de réalisation représentés, le corps d'embrayage 18 est une bague d'embrayage et présente sur sa face intérieure radiale des évidements de crabot 46. Un tel corps d'embrayage 18 peut être fabriqué à peu de frais en tant que composant séparé du pignon de vitesse 14 et est relié seulement ensuite au pignon de vitesse 14. Comme esquissé à la figure 1, le cône de friction 36 du corps d'embrayage 18 et/ou les surfaces de friction 30 des éléments de friction 28 peuvent être revêtu(e)s d'une garniture de friction 38, les éléments de friction 28 prenant chacun appui sur le cône de friction 36 par l'intermédiaire de la garniture de friction 38. La garniture de friction 38 assure ici un couple de friction réglable et pratiquement constant sur la durée de vie de la commande de vitesse à crabots 16, entre les éléments de friction 28 et les corps d'embrayage 18.

En alternative, il est aussi concevable que les éléments de friction 28 soient complètement formés en un matériau de friction. On peut ainsi réaliser même sans garniture de friction 38 séparée un couple de friction réglable et pratiquement constant sur la durée de vie de la commande de vitesse à crabots 16.

Sur une face extérieure radiale de chaque élément de friction 28 est prévue une gorge de positionnement 40 qui s'étend dans le sens périphérique 26, l'unité de friction 24 présentant un élément de couplage 42 entourant les éléments de -10- friction 28, lequel s'engage dans cette gorge de positionnement 40 pour le positionnement radial des éléments de friction 28 et/ou pour le positionnement axial des éléments de friction 28 les uns par rapport aux autres. Dans les exemples de réalisation représentés aux figures 1 à 10, il est concrètement prévu deux gorges de positionnement 40 respectives sur les faces extérieures radiales des éléments de friction 28, les gorges de positionnement 40 étant agencées de manière axialement symétrique dans les éléments de friction 28. De manière correspondante, il est également prévu deux éléments de couplage 42 qui sont chacun associés à une gorge de positionnement 40 et qui s'engagent dans celle-ci dans un état (pré)-assemblé de l'unité de friction 24 (voir figure 5). Selon les figures 1 à 8, tous les éléments de friction 28 sont formés de manière identique et réalisés symétriques par rapport à leur plan médian E axial, ce qui minimise les frais de production pour l'unité de friction.

Dans les présents exemples de réalisation de la commande de vitesse à crabots 16, le crabot d'accouplement 22 présente des crabots 44 faisant saillie axialement et le corps d'embrayage 18 axialement adjacent présente des évidement de crabots 46 correspondants, les crabots 44 s'engageant, pour réaliser la liaison par coopération de formes, dans les évidements de crabots 46 entre le crabot d'accouplement 22 et le corps d'embrayage 18. En alternative, les crabots 44 peuvent bien entendu être aussi réalisés sur les corps d'embrayage 18 et des crabots antagonistes ou évidements de crabots 46 peuvent être réalisés sur le crabot d'accouplement 22. Comme esquissé aux figures 1, 4 et 5, les crabots 44 et/ou les évidements de crabots 46 peuvent être pourvus d'un revêtement 48 pour l'amortissement de butée, le revêtement 48 étant prévu en particulier sur des surfaces qui servent de surfaces de butée dans le sens périphérique 26. Dans le cadre de l'invention, la commande de vitesse à crabots 16 est réalisée en particulier exempte de surface de blocage. « Exempte de surface de blocage » signifie ici qu'il n'y a aucune géométrie de blocage ni sur le crabot d'accouplement 22 ni sur les éléments de friction 28, laquelle fournit dans le cas d'une boîte de vitesses à synchronisation bloquée une force de blocage et s'oppose à un passage du crabot d'accouplement tant qu'il y a encore une différence de vitesse de rotation entre l'arbre de transmission et le pignon de vitesse. Du fait que l'on renonce à une géométrie de blocage, la construction de la boîte de vitesses est considérablement simplifiée. En outre, la course de passage et par conséquent l'encombrement axial nécessaire est nettement réduit par rapport à une synchronisation de verrouillage classique. Le passage de vitesses à l'arrêt a lieu par contre de manière sûre et fiable, comme dans les boîtes de vitesses à synchronisation de verrouillage. Le crabot d'accouplement 22 annulaire est réalisé par exemple d'un seul tenant, mais en alternative, il peut aussi être constitué en plusieurs parties à partir d'un disque transmetteur ainsi que de deux disques de crabots agencés axialement des deux côtés du disque transmetteur et reliés de manière solidaire au disque transmetteur, en particulier soudés ou rivetés. Alors que dans la réalisation d'un seul tenant, le crabot d'accouplement est fabriqué de préférence sous forme de pièce frittée, il est, dans la réalisation en plusieurs parties, assemblé de préférence à partir de différentes pièces de tôle. Dans le crabot d'accouplement 22 sont prévues des ouvertures d'élément de friction 50, une ouverture d'élément de friction 50 étant associée à chaque élément de friction 28 et chaque élément de friction 28 s'étendant à travers l'ouverture d'élément de friction 50 associée et faisant saillie axialement des deux côtés au-delà du crabot d'accouplement 22. Les dimensions des ouvertures d'élément de friction 50 dans le sens périphérique 26 sont en particulier adaptées de manière précise aux dimensions des éléments de friction 28, de telle sorte que chaque élément de friction 28 est maintenu de manière sensiblement solidaire en rotation dans l'ouverture d'élément de friction 50 respectivement associée. Le crabot d'accouplement 22 est apte à être axialement déplacé et réalise dans une position médiane axiale une liaison par encliquetage avec les éléments de friction 28. Dans cette position médiane axiale, le crabot d'accouplement 22 et les éléments de friction 28 sont axialement centrés et présentent donc un plan médian E identique. Pour réaliser cette liaison par encliquetage, chaque élément de friction 28 présente sur une face intérieure radiale et axialement au milieu un évidement de -12- centrage 52, cet évidement de centrage 52 étant en particulier une gorge de centrage s'étendant dans le sens périphérique 26 pour centrer axialement l'élément de friction 28 respectif par rapport au crabot d'accouplement 22. Pour réaliser la liaison par encliquetage, il est en général en outre prévu au moins un élément ressort 54 qui sollicite radialement les éléments de friction 28. Les figures 1 à 5 montrent des détails de la boîte de vitesses 10 qui est réalisée en particulier en tant que boîte de vitesses à double embrayage ou automatisée, comportant la commande de vitesse à crabot 16 selon un premier mode de réalisation.

Dans ce premier mode de réalisation est associé à chaque élément de friction 28 un élément ressort 54 qui est reçu dans le crabot d'accouplement 22 et qui sollicite l'élément de friction 28 associé radialement vers l'extérieur (voir en particulier les figures 4 et 5). Les éléments de friction 28 prennent ici appui radialement sur les éléments de couplage 42 qui, dans ce mode de réalisation de la commande de vitesse à crabot 16, sont deux bagues métalliques fermées pratiquement non élastiques dans le sens périphérique 26, en particulier des bagues en acier. En alternative ou additionnellement, les éléments de friction 28 peuvent aussi prendre appui en direction radiale sur le crabot d'accouplement 22, et plus précisément sur les bords radialement extérieurs des ouvertures d'élément de friction 50 du crabot d'accouplement 22. A chaque élément ressort 54 est associé, dans le premier mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots 16 selon les figure 1 à 5, un corps de sollicitation par pression 56 qui est guidé radialement dans le crabot d'accouplement 22 et qui peut s'engager dans l'évidement de centrage 52 des éléments de friction 28. Les figures 6 à 8 montrent des détails de la boîte de vitesses 10 qui est réalisée en particulier en tant que boîte de vitesses à double embrayage ou automatisée, comportant la commande de vitesse à crabot 16 selon un deuxième mode de réalisation. -13- Le deuxième mode de réalisation de la commande de vitesse à crabot 16 se distingue du premier mode de réalisation selon les figures 1 à 5 uniquement par le mode de sollicitation radial des éléments de friction 28. Selon le deuxième mode de réalisation, les éléments de couplage 42 sont en effet réalisés sous forme d'éléments ressorts 54 qui sollicitent les éléments de friction 28 de l'unité de friction 24 radialement vers l'intérieur contre le crabot d'accouplement 22. Les éléments de couplage 42 réalisés en tant qu'éléments ressorts 54 sont ici des ressorts-bagues (appelés aussi rondelles-ressorts fendues) qui entourent les éléments de friction 28 et les enferment presque totalement. Cette construction de la boîte de vitesse à crabots 16 réduit ses coûts de fabrication puisqu'on ne nécessite aucun corps de sollicitation par pression 56 et moins d'éléments ressorts 54. De manière analogue au premier mode de réalisation (voir en particulier les figures 4 et 5), l'unité de friction 24 peut, dans le deuxième mode de réalisation de la commande de vitesse à crabots 16, être aussi pré-assemblée sur le crabot d'accouplement 22 et former avec le crabot d'accouplement 22 un ensemble préassemblé. Les éléments de couplage 42 sollicitent ici les éléments de friction 28 radialement vers l'intérieur contre le crabot d'accouplement 22, un bord radialement intérieur 58 de l'ouverture d'élément de friction 50 du crabot d'accouplement 22 s'engageant dans l'évidement de centrage 52 des éléments de friction 28 (figure 7). De manière analogue au premier mode de réalisation, l'unité de friction est ainsi d'une part apte à être sollicitée axialement par le crabot d'accouplement 22 et d'autre part, le crabot d'accouplement 22 est apte à être déplacé axialement par rapport aux éléments de friction 28 et à être encliqueté avec les éléments de friction 28 dans une position médiane axiale. Les figures 9 et 10 montrent un détail de la commande de vitesse à crabots 16 selon un troisième mode de réalisation qui se distingue du premier mode de réalisation selon les figures 1 à 5 uniquement par la géométrie des éléments de friction 28.

Les éléments de friction 28 de l'unité de friction selon les figures 9 et 10 montrent ainsi sur un de leurs bords 32, 34 axiaux deux prolongements 60 s'étendant à l'opposé l'un de l'autre dans le sens périphérique 26, lesquels font saillie dans le sens périphérique 26 des deux côtés au-delà de l'ouverture -14- d'élément de friction 50 respectivement associée. En raison de ces prolongements 60, les surfaces de friction 30 s'agrandissent au bord 32, 34 respectif des éléments de friction 28, ce qui augmente le couple de friction transmissible entre le corps d'embrayage 18 et l'unité de friction 24.

En alternative, on peut aussi concevoir des variantes de réalisation dans lesquels chaque élément de friction 28 présente uniquement un prolongement 60 qui fait saillie dans le sens périphérique 26 au-delà de l'ouverture d'élément de friction 50 associée. On abordera ci-après brièvement le fonctionnement de la commande de vitesse 16 et de la boîte de vitesses 10, respectivement. Si l'on doit faire passer la boîte de vitesses 10 dans une autre vitesse, on applique une force axiale de commande FS axiale sur le crabot d'accouplement 22, par exemple par l'intermédiaire d'une fourchette de commande (voir les figures 2 et 7). Le crabot d'accouplement 22 est déplacé de manière correspondante en direction axiale vers le pignon de vitesse 14 à passer. En ce faisant, toute l'unité de friction 24 est également déplacée en direction axiale par l'intermédiaire de la liaison par encliquetage jusqu'à ce que les surfaces de friction 30 des éléments de friction 28 viennent reposer directement ou indirectement sur le cône de friction 36 par l'intermédiaire de la garniture de friction 36 et former une liaison par friction. Dès qu'une liaison par friction est établie entre les éléments de friction 28 et le corps d'embrayage 18, la position de synchronisation du crabot d'accouplement 22 et de la commande de vitesse par crabot 16, respectivement, est atteinte, et il se produit une égalisation de vitesse de rotation entre l'arbre de transmission 12 et le pignon de vitesse 14.

Dans la position de synchronisation, une force de retenue de la liaison par encliquetage entre les éléments de friction 28 et le crabot d'accouplement 22 est supérieure à la force de commande FS, de telle sorte que le crabot d'accouplement 22 reste axialement fixé à l'unité de friction 24 et ne peut pas continuer à se déplacer vers le pignon de vitesse 14.

Dès qu'une différence de vitesse de rotation entre l'arbre de transmission 12 et le pignon de vitesse 14 est inférieure à une valeur seuil et/ou dès qu'un temps de synchronisation prédéterminé est passé, la force de commande FS est augmentée au-delà de la force de retenue, de telle sorte que la liaison -15- d'encliquetage entre le crabot d'accouplement 22 et l'unité de friction 24 s'annule et le crabot d'accouplement 22 peut continuer à être déplacé axialement en direction du pignon de vitesse 14. Au cours de la poursuite du déplacement axial du crabot d'accouplement 22 en direction du pignon de vitesse 14, les crabots 44 du crabot d'accouplement 22 s'engagent dans les évidements de crabot 46 du corps d'embrayage 18, de telle sorte que le crabot d'accouplement 22 et le corps d'embrayage 18 sont reliés l'un à l'autre par coopération de formes dans le sens périphérique 26. La position de commande du crabot d'accouplement 22 ou de la commande de vitesse à crabot 16 est ainsi atteinte, et la vitesse souhaitée est passée. Par rapport aux synchronisations de blocage connues de l'état de l'art, par exemple selon BorgWarner, la structure constructive est moins complexe et plus compacte axialement. Dans le premier mode de réalisation selon les figures 1 à 5, la liaison par encliquetage est annulée lorsque la force de commande FS augmente, par le fait que le corps de sollicitation par pression 56 réalisé sous forme de bille est poussé radialement vers l'intérieur à travers les flancs de gorge de l'évidement de centrage 52 réalisé en tant que gorge de centrage, à l'encontre de la force des éléments ressorts 54, jusqu'à ce que le corps de sollicitation par pression 56 ne s'engage plus dans les évidements de centrage 52 et que le crabot d'accouplement 22 puisse alors être déplacé en direction axiale par rapport à l'unité de friction 24. Dans le deuxième mode de réalisation selon les figures 6 et 8, la liaison par encliquetage est par contre desserrée lorsque la force de commande FS augmente par le fait que les éléments de friction 28 sont poussés radialement vers l'extérieur par l'intermédiaire de flancs biseautés du bord 58 et/ou de l'évidement de centrage 52 à l'encontre de la force des éléments ressorts 54 jusqu'à ce que le bord 58 des éléments de friction 50 ne s'engage plus dans l'évidement de centrage 52 des éléments de friction 28, de telle sorte que le crabot d'accouplement 22 peut être déplacé en direction axiale par rapport à l'unité de friction 24.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS1. Commande de vitesse à crabots pour boîte de vitesses de véhicule (10), comprenant : au moins un corps d'embrayage (18) qui est fixé à un pignon de vitesse (14) de la boîte de vitesses de véhicule (10) et qui est monté mobile en rotation et sensiblement axialement non déplaçable sur un arbre de transmission (12) mobile en rotation autour d'un axe de transmission (A), un crabot d'accouplement (22) annulaire qui est monté sensiblement solidaire en rotation et axialement déplaçable sur l'arbre de transmission (12) mobile en rotation autour de l'axe de transmission (A), une unité de friction (24) qui comprend plusieurs éléments de friction (28) répartis dans le sens périphérique (26) qui présentent chacun une surface de friction (30) pour réaliser une liaison par friction avec le corps d'embrayage (18), l'unité de friction (24) étant reliée par coopération de formes au crabot d'accouplement (22) dans le sens périphérique (26) et pouvant être sollicitée axialement par le crabot d'accouplement (22), le crabot d'accouplement (22) étant apte à être déplacé axialement par rapport à au corps d'embrayage (18) entre une position neutre dans laquelle le crabot d'accouplement (22) est sensiblement libre en rotation par rapport au corps d'embrayage (18), une position de synchronisation dans laquelle le crabot d'accouplement (22) est accouplé au corps d'embrayage (18) dans le sens périphérique (26) par la liaison par friction, et une position de changement de vitesse dans laquelle le crabot d'accouplement (22) est relié par coopération de formes au corps d'embrayage (18) dans le sens périphérique (26).
2. 2. Commande de vitesse à crabots selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de friction (28) sont des segments annulaires séparés, espacés dans le sens périphérique (26) qui forment une bague de friction segmentée.-17-
3. 3. Commande de vitesse à crabots selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une face intérieure radiale de chaque élément de friction (28) se rétrécit en forme de cône depuis les bords (32, 34) axiaux vers un plan médian (E) axial de l'élément de friction (28), de telle sorte que la face intérieure radiale présente deux surfaces de segment coniques, l'une au moins des deux surfaces de segment formant la surface de friction (30).
4. 4. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que pour réaliser la liaison par friction, le corps d'embrayage (18) présente un cône de friction (36) adjacent aux surfaces de friction (30) des éléments de friction (28).
5. 5. Commande de vitesse à crabots selon la revendication 4, caractérisée en ce que le cône de friction (36) et/ou les surfaces de friction (30) des éléments de friction (28) sont revêtu(e)s d'une garniture de friction (38).
6. 6. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments de friction (28) sont entièrement réalisés en un matériau de friction.
7. 7. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de friction (28) sont réalisés en matière plastique ou en un matériau fritté.
8. 8. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le crabot d'accouplement (22) présente des crabots (44) faisant saillie axialement et le corps d'embrayage (18) présente des évidements de crabot (46) ou inversement, les crabots (44) s'engageant dans les évidements de crabot (46) pour réaliser une liaison par coopération de formes entre le crabot d'accouplement (22) et le corps d'embrayage (18).
9. 9. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu au moins trois, de préférence six éléments de friction (28) séparés.
10. 10. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu au moins un élément ressort (54) qui sollicite radialement les éléments de friction (28).-18-
11. 11. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'à chaque élément de friction (28) est associée une ouverture d'élément de friction (50) dans le crabot d'accouplement (22), chaque élément de friction (28) s'étendant à travers l'ouverture d'élément de friction (50) associée et faisant saillie axialement des deux côtés au-delà du crabot d'accouplement (22).
12. 12. Commande de vitesse à crabots selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque élément de friction (28) présente sur un bord (32, 34) axial au moins un prolongement (60) s'étendant dans le sens périphérique (26), qui fait saillie dans le sens périphérique en particulier au-delà de l'ouverture d'élément de friction (50) associée.
13. 13. Commande de vitesse à crabots selon la revendication 12, caractérisée en ce que chaque élément de friction (28) présente sur un bord (32, 34) axial deux prolongements (60) s'étendant dans le sens contraire au sens périphérique (26), qui font saillie en particulier des deux côtés au-delà de l'ouverture d'élément de friction (50) associée.
14. 14. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que les éléments de friction (28) sont maintenus dans le sens périphérique (26) de manière fixe dans l'ouverture d'élément de friction (50) associée respective.
15. 15. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le crabot d'accouplement (22) est apte à être déplacé axialement par rapport aux éléments de friction (28) et réalise une liaison par encliquetage avec les éléments de friction (28) dans une position médiane axiale.
16. 16. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque élément de friction (28) présente un évidement de centrage (52) sur une face intérieure radiale, au centre axial.
17. 17. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'à chaque élément de friction (28) est associé un élément ressort (54) qui est logé dans le crabot d'accouplement (22) et qui sollicite l'élément de friction (28) associé radialement vers l'extérieur.-19-
18. 18. Commande de vitesse selon les revendications 16 et 17, caractérisée en ce qu'à chaque élément ressort (54) est associé un corps de mise en pression (56) qui est guidé radialement dans le crabot d'accouplement (22) et qui peut s'engager dans l'évidement de centrage (52).
19. 19. Commande de vitesse à crabots selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que sur une face extérieure radiale de chaque élément de friction (28) est prévue une gorge de positionnement (40) qui s'étend dans le sens périphérique, l'unité de friction (24) présentant un élément de couplage (42) entourant les éléments de friction (28), qui s'engage dans la gorge de positionnement (40).
20. 20. Commande de vitesse à crabots selon la revendication 19, caractérisée en ce que l'élément de couplage (42) est un ressort-bague qui sollicite les éléments de friction (28) radialement vers l'intérieur contre le crabot d'accouplement (22).