FR3010760A3 - Baladeur a clabots rapportes pour boite de vitesses de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Le baladeur à clabots, destiné à coupler un arbre primaire à un arbre secondaire dans une boîte de vitesses, comprend : - une première rondelle (1), comprenant un alésage cannelé (4) pour être fixé sur un moyeu, une collerette centrale (7) capable de coopérer avec un moyen d'actionnement, et - au moins une rondelle à clabots (2, 3), disposée sur un côté de la première rondelle, munie d'une pluralité de clabots (7) présentant des flancs en contre-dépouille s'effilant en direction axiale. La première rondelle (1) et les rondelles à clabots (2, 3) sont deux pièces indépendantes et liées par un assemblage mécanique.

Description

Baladeur à clabots rapportés pour boîte de vitesses de véhicule automobile L'invention concerne le domaine des boîtes de vitesses manuelles, automatiques ou robotisées, ainsi que tout type de transmissions hybrides équipant des véhicules terrestres à moteur intégrant un système de passage de vitesses à clabots. Le document FR 2 887 604 décrit un système de passage de vitesses à clabots équipant une boîte de vitesses ne comprenant pas de dispositif de synchronisation du type anneaux de synchronisation. Ce document définit un clabot comme étant une dent, réalisée sur un premier organe et présentant deux faces aptes à coopérer avec des clabots complémentaires prévus sur un second organe et une face orientée vers le second organe, dite surface d'attaque, sensiblement plane, ne présentant pas, contrairement au crabot, de dièdre d'entrée de denture. Une boîte de vitesses à clabots telle que décrite dans le document FR 2 887 604 comporte : - un arbre primaire, - un arbre secondaire, - un moyeu sur l'arbre primaire, - un baladeur, sur le moyeu de l'arbre, susceptible de coulisser axialement par rapport audit moyeu, - un pignon fou, monté rotatif sur l'arbre primaire, et entrainé en rotation par un engrenage avec l'arbre secondaire. Le pignon fou comporte des clabots aptes à coopérer avec des clabots réalisés sur le baladeur. En faisant coulisser axialement le baladeur sur le moyeu de l'arbre, il est possible de faire coopérer les clabots du baladeur et du pignon fou. Ceux-ci deviennent alors solidaires, couplant l'arbre primaire avec l'arbre secondaire. Les clabots assurent donc les deux fonctions principales suivantes : - permettre l'engagement du rapport sans synchronisation, - assurer le passage du couple sans saut de vitesses en rapport engagé. Les sauts de vitesse peuvent être évités au moyen d'un effort de maintien axial du baladeur sur le pignon. Cet effort peut être obtenu au moyen de contre-dépouilles sur les flancs des clabots. Cette solution permet d'assurer une conversion d'une partie du couple en effort axial. Les contre-dépouilles doivent être réalisées sur les deux pièces équipées de clabots, à savoir le pignon fou et le baladeur. Les clabots du pignon fou font généralement partie d'une rondelle rapportée ou soudée sur le pignon fou. Les clabots forment donc des créneaux débouchant de chaque côté de la rondelle, et la forme des contre-dépouilles s'obtient aisément, par usinage ou par formage (frittage, forge, calibrage). Le baladeur décrit dans le document FR 2 887 604 comprend une première rondelle centrale et une collerette sur les côtés de laquelle se trouvent les clabots. Entre les clabots se trouvent donc des formes creuses non débouchantes, sur les côtés desquelles on souhaite obtenir des contre-dépouilles borgnes. La forme en contre-dépouille est donc plus difficile à obtenir par formage sur le baladeur que sur le pignon fou. La production en grande série par des procédés tels que le frittage ou le formage est alors impossible. Seul l'usinage est envisageable. Il est toutefois très onéreux à cause de temps de cycle trop longs. Les documents DE 10 2010 036 279 et WO 2012 028 316 de la société Hoerbiger définissent un synchroniseur complet pour boîte de vitesses réalisé à partir d'éléments en tôle d'acier pliée ou emboutie. Ce synchroniseur comprend un baladeur à crabots réalisé en plusieurs parties indépendantes assemblées. La fonction de crabotage est ici assurée par des crabots et non par des clabots, de sorte que l'agencement décrit dans ces documents n'est pas transposable pour des baladeurs à clabots dans des boîtes de vitesses sans synchroniseurs.

Le but de l'invention est donc de proposer un baladeur à clabots disposant de contre-dépouilles et palliant les inconvénients précités lors de leur mise en oeuvre. Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un baladeur à clabots pour boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant une première rondelle munie d'un alésage cannelé pour être fixé sur un moyeu et d'une collerette centrale capable de coopérer avec un moyen d'actionnement, et au moins une rondelle à clabots, disposée sur un côté de la première rondelle et munie d'une pluralité de clabots, présentant des flancs en contre-dépouille s'effilant en direction axiale. La première rondelle et la rondelle à clabots sont deux pièces indépendantes et liées par un assemblage mécanique. De cette façon, les contre-dépouilles de la rondelle à clabots du baladeur sont plus faciles à obtenir.

Préférentiellement, la première rondelle comporte une partie formant moyeu sur laquelle est montée la rondelle à clabots et une partie annulaire comprenant la collerette centrale, contre laquelle s'appuie ladite rondelle à clabots. La rondelle à clabots et la première rondelle peuvent être solidarisées par tout moyen approprié. Dans une première variante, la rondelle à clabots est frettée sur la partie formant moyeu de la première rondelle. Dans une autre variante, la rondelle à clabots est soudée sur la partie formant moyeu.

Dans une autre variante, la rondelle à clabots est rivetée sur les faces planes de la première rondelle. La première rondelle est alors plate, la rondelle à clabots comportant un alésage interne avec des cannelures correspondant à celles de l'alésage de la première rondelle. Ainsi, on peut rendre solidaires la rondelle à clabots et la première rondelle, et ce sans forcément avoir besoin de la partie formant moyeu. Préférentiellement, le baladeur comporte deux rondelles à clabots disposées de chaque côté de la première rondelle. Ainsi, il est possible de lier le baladeur avec deux pignons fous différents, et donc d'avoir deux rapports de transmission du couple de l'arbre primaire à l'arbre secondaire avec un seul baladeur. Les clabots peuvent comporter une partie en saillie radiale. En variante, les clabots peuvent comporter une partie en saillie axiale.

Avantageusement, au moins l'une des cannelures de l'alésage interne de la première rondelle comporte une gorge apte à coopérer avec une bille liée par un ressort au moyeu. Ainsi, il est possible d'exercer sur le baladeur un effort de rappel à la position d'équilibre. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un baladeur à clabots comprenant une première rondelle, munie d'un alésage cannelé pour être fixé sur un moyeu et d'une collerette centrale capable de coopérer avec un moyen d'actionnement, et au moins une rondelle à clabots, disposée sur un côté de la première rondelle et munie d'une pluralité de clabots présentant des flancs en contre-dépouille s'effilant en direction axiale. La première rondelle et la rondelle à clabots sont fabriquées indépendamment, puis assemblées mécaniquement. Ainsi, grâce à ce procédé, il est possible d'obtenir un baladeur à clabots disposant de contre-dépouilles et permettant une mise en oeuvre de celles-ci facilitée.

Préférentiellement, la rondelle à clabots est rendue solidaire de la première rondelle par emmanchement avec ajustement ou par soudure ou rivetage ou par plusieurs de ces procédés. Dans un mode de réalisation, deux rondelles à clabots sont disposées de chaque côté de la première rondelle.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation de l'invention nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'une première rondelle et de deux rondelles à clabots constituant un mode de réalisation de l'invention, avant assemblage, - la figure 2 représente une vue de côté d'un baladeur à clabots selon le mode de réalisation de la figure 1, après assemblage par emmanchement avec ajustement, puis soudage, - la figure 3 représente une coupe selon le plan III-III de la figure 2, - la figure 4 représente une coupe selon le plan IV-IV de la figure 2, - la figure 5 représente une rondelle à clabots comprenant des clabots en saillie axiale, et - la figure 6 représente une vue en trois dimensions d'un baladeur à clabots selon un mode de réalisation de l'invention, comprenant deux rondelles à clabots rivetées de chaque côté de la première rondelle. La figure 1 présente un baladeur à clabots selon un mode de réalisation de l'invention. Ce baladeur est destiné à être lié à un moyeu (non représenté) sur un premier arbre par une liaison glissière axiale. Il est alors libre de translation dans l'axe du premier arbre et peut coopérer avec un pignon fou (non représenté). Celui-ci est monté rotatif sur le premier arbre et lié en rotation avec un deuxième arbre. Le baladeur à clabot est actionné en translation en vue de lier les deux arbres en rotation. Le baladeur est dissocié en plusieurs parties indépendantes à savoir une première rondelle 1 et deux rondelles à clabots 2 et 3. La première rondelle 1 comprend un alésage cannelé 4. Les cannelures de l'alésage 4 permettent de disposer la première rondelle 1 sur le moyeu. Trois de ces cannelures comportent au milieu de leur longueur une gorge 5 radiale. Celle-ci est destinée à coopérer avec une bille (non représentée) liée par un ressort au moyeu afin d'exercer une force de retour à la position d'équilibre du baladeur par rapport au moyeu. La première rondelle comporte également une collerette centrale 6 se prolongeant en une saillie annulaire radiale 8 dont la fonction est de permettre la manipulation du baladeur à clabots par un moyen d'actionnement (non-représenté). Les deux rondelles à clabots 2 et 3 comprennent chacune une pluralité de clabots 7, faisant face aux clabots complémentaires du pignon fou (non représenté). Les clabots 7 sont de même longueur et uniformément répartis sur le pourtour de chaque rondelle à clabots.

Les clabots 7 comprennent deux faces de contact 13 et 14 aptes à coopérer avec les clabots complémentaires du pignon fou, et une surface d'attaque 15 orientée vers les clabots complémentaires. Les faces 13 et 14 sont en contre-dépouille axiale, de sorte que la section du clabot diminue en allant dans le sens de la surface d'attaque 15 à la collerette centrale 6. Ce détail sera davantage visible dans la figure 4. Les rondelles 1, 2 et 3 ont une forme complémentaire de sorte qu'il est possible de disposer les deux rondelles à clabots 2 et 3 sur les deux côtés de la première rondelle 1, de façon à obtenir après assemblage un baladeur à clabots. La figure 2 est une vue axiale du baladeur à clabots de la figure 1 après assemblage. On distingue la première rondelle 1 et la rondelle à clabots 2. On voit sous un autre angle la collerette centrale 6 qui se prolonge en une saillie annulaire radiale 8 déjà visible dans la figure 1, ainsi que les cannelures de l'alésage 4. La figure 3 représente une coupe du baladeur de la figure 2 selon le plan de coupe On distingue la première rondelle 1 et les deux rondelles à clabots 2 et 3, montées de chaque côté de celle-ci. Les rondelles à clabots 2 et 3 comprennent chacune respectivement une partie formant rondelle 2' et 3', chacune munie des clabots 7 sur leur périphérie. La première rondelle 1 comprend une partie 9 formant moyeu et une partie 10 annulaire. Dans ce mode de réalisation, les rondelles à clabots 2 et 3 sont montées sur la partie 9 formant moyeu. La partie 9 formant moyeu comprend également l'alésage cannelé 4 précité. La partie 10 annulaire de la première rondelle comprend la collerette centrale 6 et la saillie annulaire radiale 8 décrites précédemment. Contre les deux faces latérales extérieures de la collerette 18 s'appuient les deux rondelles à clabots 2 et 3. Le diamètre extérieur de la partie 9 formant moyeu est égal au diamètre intérieur des rondelles à clabots 2 et 3. De cette façon, il est possible de fretter ces dernières sur la partie 9 formant moyeu. Il est également possible de souder les rondelles à clabots 2 et 3 sur la partie 9 formant moyeu, au moyen des deux cordons de soudure continus 11 et 12. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 2 et 3, les rondelles à clabots 2 et 3 sont donc frettées, puis soudées sur la partie 9 formant moyeu. La figure 4 est une vue en coupe du baladeur de la figure 2 selon le plan IV-IV. On distingue la première rondelle 1 et les deux rondelles à clabots 2 et 3. La première rondelle 1 présente la collerette centrale 6, la saillie radiale 8 destinée à coopérer avec un moyen d'actionnement. Six clabots 7 sont représentés sur cette vue en coupe. Sur un clabot, on a désigné les deux surfaces de contact 13 et 14 et la surface d'attaque 15. Il apparaît clairement que les deux surfaces de contact 13 et 14 ne sont pas perpendiculaires à la surface d'attaque 15. Les clabots 7 possèdent des flancs en contre-dépouille s'effilant en direction axiale, de sorte que la section d'un clabot va en diminuant lorsqu'on se déplace de la surface d'attaque 15 à la collerette centrale 6.

La figure 5 représente un mode de réalisation d'une rondelle à clabots 16 comprenant des clabots 17 en saillie axiale. On distingue sur un clabot 17 deux surfaces de contact 18 et 19 et une surface d'attaque 20. Les surfaces 18 et 19 sont en contre-dépouille axiale. Une telle rondelle à clabots peut être obtenue à partir d'une forme de base comprenant une partie formant rondelle 16' et des clabots 17 en saillie radiale, répartis sur la périphérie de la partie formant rondelle. Les surfaces 18 et 19 des clabots sont en contre-dépouille radiale, de sorte que la section du clabot augmente lorsqu'on s'éloigne de l'axe de la rondelle. Ainsi, contrairement à la rondelle à clabots des figures 1 à 4, cette forme de base présente seulement des surfaces horizontales et des surfaces verticales. On peut alors obtenir cette forme par différents procédés, allant de la frappe à froid à la forge, au fritté, à l'usiné, etc.... Cette forme de base est ensuite pliée afin d'obtenir la rondelle à clabots 16 telle que représentée sur la figure 5. Plus précisément, chaque clabot 17 est rabattu selon une ligne de pliage située entre la surface périphérique de la partie formant rondelle 16' et la surface d'attaque 20. Grace au pliage des clabots, la contre-dépouille radiale devient axiale. On obtient ainsi une rondelle à clabots comprenant une partie en saillie axiale et munie de contre- dépouilles axiales. Celle-ci peut être destinée à être rapportée à une première rondelle afin de constituer un baladeur à clabots selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 6 présente une variante de réalisation dans laquelle le baladeur comprend deux rondelles à clabots 22 et 23 rivetées de chaque côté de la première rondelle 21. Dans ce mode de réalisation, la première rondelle 21 est plate. En d'autres termes, elle comprend une simple partie annulaire, contrairement à la rondelle 1 du mode de réalisation illustré sur les figures 1, 2, 3 et 4. La première rondelle 21 comprend un alésage interne 24 avec des cannelures 25. La rondelle 21 comprend également une collerette centrale 26 et en une saillie annulaire radiale 27. Les rondelles à clabots 22 et 23 comprennent sur leur périphérie une pluralité de clabots 28 munis de contre-dépouilles axiales. Les rondelles à clabots 22 et 23 comprennent chacune un alésage interne 29 et 30. Les alésages 29 et 30 sont de même diamètre que l'alésage interne de la première rondelle 21 et comprennent des cannelures 31. Les deux rondelles à clabots 22 et 23 sont rivetées sur les faces planes opposées de la première rondelle 21. Dans ce mode de réalisation, les cannelures 31 des deux rondelles à clabots 22 et 23 correspondent aux cannelures 25 de la première rondelle 21. De cette façon, une fois les trois rondelles 21, 22 et 23 assemblées, les alésages internes 24, 29 et 30 munis des cannelures 25 et 31 sont disposés en regard et forment un unique alésage interne cannelé. On va enfin décrire un procédé de fabrication d'un baladeur à clabots tel que présenté à la figure 1. Dans une première étape, on fabrique une première rondelle 1. Cette rondelle comprend une collerette centrale 6 et un alésage interne cannelé 4 pour être fixé sur un moyeu. La rondelle 1 peut comprendre une saillie radiale 8. La rondelle 1 peut comporter une partie formant moyeu 9 se distinguant d'une partie annulaire 10. A part les cannelures de l'alésage interne, on peut utiliser différents procédés de formage pour obtenir la géométrie simple de cette rondelle 1. Les cannelures peuvent ensuite être obtenues par brochage au moyen d'un mandrin expansible cannelé.

Dans une deuxième étape, on réalise au moins une rondelle à clabots 2. Une rondelle à clabots 2 comprend une partie formant rondelle 2' et une pluralité de clabots 7 disposés sur la périphérie de celle-ci. Les clabots 7 sont munis de contre-dépouilles axiales. Les clabots 7 peuvent s'étendre en saillie radiale et/ou en saillie axiale. Dans une troisième étape, on réalise l'assemblage mécanique entre les pièces réalisées dans les deux premières étapes. Pour assembler une rondelle à clabots 2 avec une première rondelle 1, on peut utiliser différents procédés en fonction des sollicitations de la pièce en transmission de couple tels que : - le frettage de la rondelle à clabots 2 sur la partie formant moyeu de la première rondelle 1, dans le cas où celle-ci comporte une partie 9 formant moyeu, - le soudage de la rondelle à clabots 2 par un cordon circulaire continu 11 sur la partie formant moyeu de la première rondelle 1, dans le cas où celle-ci comporte une partie formant moyeu, et - le rivetage de la rondelle à clabots 2 sur la collerette centrale 6 de la première rondelle 1. D'autres moyens de formage peuvent être mis en oeuvre afin d'obtenir l'assemblage mécanique des pièces réalisées lors des premières étapes. Dans le cas où la rondelle à clabots 2 comprend un alésage cannelé, il est plus intéressant de réaliser les alésages de la première rondelle 1 et de la rondelle à clabots 2 en une seule opération à la fin de cette troisième étape. En effet, les cannelures de ces deux alésages doivent correspondre. On peut alors réaliser une opération de brochage sur l'assemblage mécanique, au moyen d'un mandrin expansible cannelé. Ainsi, grâce au baladeur à clabots et au procédé de fabrication décrits précédemment, les difficultés de fabrication dues à l'ajout de contre-dépouilles sont moindres. La solution proposée en plusieurs parties assemblées, de structure simple, garantit la faisabilité de la pièce et diminue les temps de cycle de fabrication et donc le coût de celle-ci.

La forme de la première rondelle comprenant une partie formant moyeu permet de réaliser l'assemblage mécanique avec la (ou les) rondelle(s) à clabots plus facilement, et de le rendre plus résistant.

L'assemblage de la première rondelle avec au moins une rondelle à clabots par frettage, soudage ou rivetage permet une transmission avantageuse de l'effort de couple entre les deux arbres. Le baladeur comprenant des clabots en saillie axiale peut être produit en moins de temps et plus simplement qu'un baladeur à clabots en saillie uniquement radiale.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Baladeur à clabots pour boîte de vitesses de véhicule automobile, comprenant une première rondelle (1) munie d'un alésage cannelé (4) pour être fixé sur un moyeu et d'une collerette centrale (6) capable de coopérer avec un moyen d'actionnement, et au moins une rondelle à clabots (2, 3), disposée sur un côté de la première rondelle et munie d'une pluralité de clabots (7) présentant des flancs (13, 14) en contre-dépouille s'effilant en direction axiale, caractérisé en ce que la première rondelle et la rondelle à clabots sont deux pièces indépendantes et liées par un assemblage mécanique.
2. 2. Baladeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première rondelle comporte une partie formant moyeu (9) sur laquelle est montée ladite rondelle à clabots et une partie annulaire (10) comprenant la collerette centrale, contre laquelle s'appuie ladite rondelle à clabots.
3. 3. Baladeur à clabots selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle à clabots est frettée sur la partie formant moyeu.
4. 4. Baladeur à clabots selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle à clabots est soudée sur la partie formant moyeu.
5. 5. Baladeur à clabots selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rondelle à clabots est rivetée sur les faces planes de la première rondelle, la première rondelle étant plate, la rondelle à clabots comportant un alésage interne (29, 30) avec des cannelures (31) correspondant à celles de l'alésage de la première rondelle.
6. 6. Baladeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux rondelles à clabots disposées de chaque côté de la première rondelle.
7. 7. Baladeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les clabots sont en saillie radiale.
8. 8. Baladeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les clabots sont en saillie axiale.
9. 9. Baladeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins l'une des cannelures de l'alésage interne de la première rondelle comporte une gorge (5) apte à coopérer avec une bille liée par un ressort au moyeu.
10. 10. Procédé de fabrication d'un baladeur à clabots comprenant une première rondelle (1) munie d'un alésage cannelé (4) pour être fixé sur un moyeu et d'une collerette centrale (6) capable de coopérer avec un moyen d'actionnement, et au moins une rondelle à clabots (2, 3), disposée sur un côté de la première rondelle et munie d'une pluralité de clabots (7) présentant des flancs en contre-dépouille s'effilant en direction axiale, caractérisé en ce que la première rondelle et la rondelle à clabots sont fabriquées indépendamment, puis assemblées mécaniquement.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite rondelle à clabots est rendue solidaire de la première rondelle par emmanchement avec ajustement ou par soudure ou par rivetage ou par plusieurs de ces procédés.
12. 12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le baladeur comprend deux rondelles à clabots disposées de chaque côté de la première rondelle.