FR3062189A1 - Dispositif de sortie de mouvement sur un differentiel de boite de vitesses - Google Patents

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Abstract

Dispositif de sortie de mouvement sur un différentiel de boîte de vitesses comportant un arbre de sortie de boîte (1) portant un pignon d'attaque (2) de couronne de différentiel, un pignon fou (3) prenant appui axialement sur le pignon d'attaque par l'intermédiaire d'une rondelle annulaire de friction (5), et un moyeu de synchroniseur (6) arrêté axialement sur l'arbre en direction du pignon fou, caractérisé en ce que la rondelle (5) présente sur sa circonférence intérieure une série d'évidements (5a) de forme complémentaire à des d'épaulements extérieurs (7a) de l'arbre, qui autorisent le passage de la rondelle (7) en direction du pignon d'attaque lors du montage de celle-ci, tout en formant butée d'arrêt pour le moyeu de synchroniseur (6).

Description

Titulaire(s) :
RENAULT S.A.S.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : RENAULT SAS.
® DISPOSITIF DE SORTIE DE MOUVEMENT SUR UN DIFFERENTIEL DE BOITE DE VITESSES.
FR 3 062 189 - A1 (g) Dispositif de sortie de mouvement sur un différentiel de boîte de vitesses comportant un arbre de sortie de boîte (1 ) portant un pignon d'attaque (2) de couronne de différentiel, un pignon fou (3) prenant appui axialement sur le pignon d'attaque par l'intermédiaire d'une rondelle annulaire de friction (5), et un moyeu de synchroniseur (6) arrêté axialement sur l'arbre en direction du pignon fou, caractérisé en ce que la rondelle (5) présente sur sa circonférence intérieure une série d'évidements (5a) de forme complémentaire à des d'épaulements extérieurs (7a) de l'arbre, qui autorisent le passage de la rondelle (7) en direction du pignon d'attaque lors du montage de celle-ci, tout en formant butée d'arrêt pour le moyeu de synchroniseur (6).
Figure FR3062189A1_D0001
Figure FR3062189A1_D0002
- i DISPOSITIF DE SORTIE DE MOUVEMENT SUR UN DIFFERENTIEL DE BOITE DE VITESSES
La présente invention concerne l'empilage d'éléments d'appui, de pignons et de rondelles, sur un arbre de boîte de vitesses. Elle concerne le montage d'un pignon fou sur un arbre de sortie de boîte de vitesses, en appui axial contre un pignon d'attaque sur la couronne du différentiel.
Plus précisément, cette invention a pour objet un dispositif de sortie de mouvement sur un différentiel de boîte de vitesses comportant un arbre de sortie de boîte qui porte un pignon d'attaque de couronne de différentiel, un pignon fou de vitesse prenant appui axialement sur le pignon d'attaque par l'intermédiaire d'une rondelle de friction, et un moyeu de synchroniseur, arrêté axialement sur l'arbre en direction du pignon fou.
Dans une boîte de vitesses à arbres parallèles classique, le couple provenant du moteur est transmis aux roues par l'intermédiaire d'un premier étage de pignons porté par un arbre primaire, puis par un deuxième étage porté par un arbre secondaire, ou arbre de sortie. Cet étage est composé d'un pignon d'attaque sur la couronne du différentiel, et d'un ou plusieurs pignons secondaires.
Selon une disposition habituelle, l'arbre de sortie de la boîte de vitesses porte un pignon fou associé à un système de synchronisation et de crabotage sur l'arbre, prenant appui axialement contre le pignon d'attaque par l'intermédiaire d'une rondelle de friction.
Pour assurer l'agrément et la prestation de conduite attendue, chaque application véhicule d'une boîte de vitesses requiert des étagements de rapports spécifiques. La boîte doit donc disposer potentiellement d'une panoplie d'étagements assez large.
Lorsque l'on sollicite en couple la boîte de vitesses, les dentures des pignons génèrent des efforts axiaux, radiaux et tangentiels. Pour assurer la tenue des pignons et de l'arbre, on intercale généralement une rondelle de friction entre un pignon fou (par exemple le
- 2 pignon fou de première), et le pignon d'attaque voisin sur l'arbre. Cette rondelle est arrêtée en rotation, soit par des cannelures, soit par frettage sur une portée lisse de 1'arbre.
Le problème rencontré est de définir un diamètre de frettage de la rondelle, qui soit inférieur au diamètre de pied de dent du pignon d'attaque, afin de ne pas avoir de traces de taillage hors denture, et d'éviter ainsi les concentrations de contrainte en fonctionnement. Il faut aussi pouvoir passer la rondelle de friction au travers d'un épaulement de l'arbre, qui est nécessaire pour arrêter le moyeu en translation vers le pignon.
La présente invention a pour but de prendre en compte ces différentes contraintes. Les situations les plus problématiques se rencontrent en particulier avec les ponts courts (à forte démultiplication de couple), sur lesquels les diamètres de pied de dent sont réduits. En effet, le problème n'est pas critique, tant que les dimensions de la boîte (longueur et entraxe) sont compatibles, sans artifice supplémentaire, avec la mise en place de ponts courts. Ils peuvent devenir critiques, si ce n'est pas le cas.
Ainsi, lorsque l'espace disponible dans la boîte est réduit, la disposition retenue doit permettre d'empiler les éléments sur l'arbre de sortie, tout en respectant les contraintes de démultiplication de pont requises par les applications automobiles concernées.
Dans ce but, l'invention propose que la rondelle présente sur sa circonférence intérieure une série d'évidements de forme complémentaire à des d'épaulements extérieurs de l'arbre, qui autorisent le passage de la rondelle en direction du pignon d'attaque lors du montage de celle-ci, tout en formant butée d'arrêt pour le moyeu de synchroniseur.
De préférence, la circonférence intérieure de la rondelle, et le pourtour de l'arbre, sont crénelés.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels :
les figures IA et IB illustrent le problème posé, et
5 la figure 2, et la figure 3 montrent le
dispositif proposé.
Sur les figures IA et IB, on a représenté en coupe
un arbre secondaire, ou arbre de sortie 1, de boîte de
vitesses 1, portant un pignon d'attague 2 de couronne de différentiel (non représentée). L'arbre 1 porte un pignon fou 3, par exemple de première, monté sur l'arbre autour d'un roulement à aiguilles 4. Le pignon fou 3 est en appui sur le pignon d'attaque 2, par l'intermédiaire d'une rondelle de friction 5, reprenant l'effort de poussée 15 axiale du pignon fou sur le pignon d'attaque en fonctionnement. L'arbre 1 porte également un moyeu 6 de synchroniseur (non représenté), arrêté axialement par un épaulement circulaire 7 de l'arbre. Sur ces figures, on identifie le diamètre dl du pied de la denture 2a du pignon d'attaque, le diamètre extérieur d2 de 1'épaulement 7, et le diamètre de frettage d3 de la rondelle 5 sur l'arbre 1. La figure IA mentionne en plus dans sa partie gauche, un diamètre d'arbre d4, qui est plus étroit sous le moyeu 6, que sous le pignon 3 (d4 < dl).
Comme indiqué plus haut, un premier problème est de s'assurer que le diamètre de frettage de la rondelle d3 soit inférieur au diamètre de pied de dent du pignon d'attaque dl, afin de ne pas avoir de traces de taillage hors denture et d'éviter les concentrations de contrainte en fonctionnement. Mais il faut aussi pouvoir passer la rondelle 5 au travers de l'épaulement extérieur, 7 lors de 1' assemblage.
Sur la figure IA, l'arbre 1 est plus étroit sous le moyeu 6, que sous le pignon fou 2. Le moyeu vient se 35 plaquer au montage contre le rebord radial la de l'arbre.
L'épaulement extérieur 7 ne semble donc pas nécessaire pour arrêter le moyeu sur l'arbre en direction du pignon fou.
Sans épaulement 7, une bague annulaire 5, dont le diamètre de frettage d3 peut s'engager sur l'arbre, jusqu'au pignon d'attaque, ne nécessite aucun aménagement particulier, ni sur l'arbre, ni sur la rondelle. Mais la fragilité introduite sur l'arbre par un diamètre plus étroit sur une partie de sa longueur, notamment sous le moyeu de synchroniseur, pose des problèmes d'endurance.
Au profil d'arbre de la figure IA, on préfère donc, pour des raisons de solidité, celui de la figure IB, dans lequel l'arbre conserve un diamètre constant jusqu'au pignon d'attaque 2. Si le diamètre de pied de denture dl est supérieur à celui du de la zone de frettage d3, comme sur la figure IB, 1 n'y a aucun risque de traces de taillage hors denture sur la surface de frettage. L'épaulement 7 de l'arbre reste indispensable pour arrêter le moyeu. Mais si le diamètre de frettage d3 est inférieur à celui de l'épaulement d2, son montage est a priori irréalisable.
Les dispositions particulières proposées par l'invention sont mises en évidence sur la figure 2, et sa coupe axiale de la figure 3. Le dispositif de sortie de mouvement sur un différentiel de boîte de vitesses décrit sur ces figures, comporte un arbre de sortie de boîte 1, portant un pignon d'attaque 2 de couronne de différentiel, un pignon fou 3 prenant appui axialement sur le pignon d'attaque par l'intermédiaire d'une rondelle annulaire de friction 5, et un moyeu de synchroniseur 6 arrêté axialement sur
1'arbre en direction du pignon fou.
L'arbre présente un diamètre d4 constant jusqu'au pied d'un épaulement annulaire crénelé, présentant sur sa circonférence une alternance de créneaux
7a, et d'évidements 7b. La rondelle 5 présente sur sa face intérieure de frettage, un profil crénelé. Ce profil, complémentaire à celui de 1'épaulement, est constitué d'une alternance de créneaux 5b et d'évidements 5a. La circonférence intérieure de la rondelle 7, et le pourtour de l'arbre 1, sont tous les deux crénelés. Au montage leurs profils complémentaires permettent de passer la bague sur
1'épaulement, et de l'engager jusqu'au pignon fou 2, contre lequel elle vient se plaquer. Les évidements 5a de la rondelle alternent avec les avancées (créneaux) 5b, dont l'ensemble constitue sa surface intérieure d'emmanchement, et sa surface de frettage sur l'arbre. La surface de frettage correspond au diamètre extérieur d4 de l'arbre, au pied du pignon d'attaque : au montage, la rondelle 5 est plaquée sur le pignon d'attaque 2, et frettée sur l'arbre 1 au pied de celui-ci, sur un diamètre de frettage d3 égal à d4 .
Comme indiqué sur la figure 3, ces dispositions permettent de monter successivement sur l'arbre, la rondelle, le pignon fou, puis le moyeu, et de les empiler dans cet ordre jusqu'au pignon d'attaque 2 avec un diamètre de frettage supérieur à celui de l'usinage de pied de denture. Ceci, tout en assurant l'arrêt du moyeu sur les épaulements 7a répartis autour de l'arbre 1, sur une circonférence qui se retrouve sous une extrémité du pignon fou 3 lors du montage de celui-ci. Enfin, le diamètre du pied de denture dl du pignon d'attaque 2, est supérieur au diamètre de frettage d3 de la rondelle 5, de sorte que celle-ci ne risque pas d'avoir de traces de taillage.
Les avantages principaux de cette solution, sont sa compatibilité avec les ponts courts, et la facilité du montage de l'empilement, car la rondelle ne nécessite pas d'indexage spécifique sur l'arbre.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de sortie de mouvement sur un différentiel de boîte de vitesses comportant un arbre de sortie de boîte (1) portant un pignon d'attaque (2) de couronne de différentiel, un pignon fou (3) prenant appui axialement sur le pignon d'attaque par l'intermédiaire d'une rondelle annulaire de friction (5), et un moyeu de synchroniseur (6) arrêté axialement sur l'arbre en direction du pignon fou, caractérisé en ce que la rondelle (5) présente sur sa circonférence intérieure une série d'évidements (5a) de forme complémentaire à des d'épaulements extérieurs (7a) de l'arbre, qui autorisent le passage de la rondelle (7) en direction du pignon d'attaque lors du montage de celle-ci, tout en formant butée d'arrêt pour le moyeu de synchroniseur (6).
  2. 2. Dispositif de sortie de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les épaulements (7a) sont répartis autour de l'arbre (1) sur une circonférence se retrouvant sous une extrémité du pignon fou (3) lors du montage de celui-ci.
  3. 3. Dispositif de sortie de mouvement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la circonférence intérieure de la rondelle (7) et le pourtour de l'arbre (1) sont crénelés.
  4. 4. Dispositif de sortie de mouvement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (5a) de la rondelle alternent avec des avancées (5b) formant sa surface de frettage sur l'arbre (1).
  5. 5. Dispositif de sortie de mouvement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle (5) est plaquée sur le pignon d'attaque (2), et frettée sur l'arbre (1) au pied de celui-ci.
  6. 6. Dispositif de sortie de mouvement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre du pied de denture (dl) du pignon d'attaque (2) est supérieur au diamètre de frettage (d3) de la rondelle (5) .
    1/2
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2047706A (en) * 1934-06-19 1936-07-14 Spicer Mfg Corp Lock for holding gears on shafts
US3645153A (en) * 1970-04-07 1972-02-29 Ray V Northcraft Differential drive mechanism for vehicles
FR3024194A1 (fr) * 2014-07-28 2016-01-29 Renault Sas "agencement pour l'arret axial d'un pignon fou sur un arbre comportant une rondelle d'arret bloquee en rotation par encastrement axial d'elements complementaires entre la rondelle et une face d'epaulement de l'arbre"

Patent Citations (3)

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