FR2539199A1

FR2539199A1 - Motor vehicle gearbox synchroniser with sheet metal claw coupling elements

Info

Publication number: FR2539199A1
Application number: FR8300404A
Authority: FR
Inventors: Jean-Michel Bouveret; Marc Chantreau
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-07-13
Also published as: FR2539199B1

Abstract

Motor vehicle gearbox synchroniser intended to couple to a shaft 3 at least one gear 1, 2 mounted to idle on the latter, comprising a sliding shaft 8 fitted with an internally splined sleeve sliding on splines securely fastened to the shaft 3 and able to interact with a splined portion of a component fixed to the gear 1, 2, the facing ends of the splines of the sleeve and of the component fixed to the gear 1, 2 comprising an input profile suitable for their engaging by sliding of the sleeve, characterised in that at least one of the claw coupling elements made up of the sliding shaft 8 and the component 22, 23 fixed to the gear 1, 2 is produced from embossed sheet metal, and the splines of this element as well as their input profile are formed by cutting out, then stamping of the sheet metal.

Description

La présente invention a pour objet un synchroniseur de boite de VitessesThe present invention relates to a gearbox synchronizer

de véhicule automobiles destiné à accoupler à un arbre, par des moyens de crabotage et des moyens d'embrayage à friction, au moins un pignon monté fou sur l'arbre. Les moyens de crabotage comprennent généralement un baladeur comportant un manichon cannelé qui coulisse sur des cannelures de l'arbre ou d'une douille fixée à ce dernier, et est propre à coopérer avec une portion IO O cannelée du pignon ou d'une pièce fixée à lui Les moyens d'embrayage comprennent généralement une bague de friction conique solidaire en rotation du baladeur, avec un léger jeu angulaire en position de repos mais sans jeu en position d'accouplement du pignons I 5 et qui est propre à être entrainée axialement par des moyens éclipsables portés par le baladeur O jusqua coopérer avec une surface conique complémentaire formée of a motor vehicle intended to couple to a shaft, by clutching means and friction clutch means, at least one pinion mounted idly on the shaft. The interconnection means generally comprise a walkman comprising a fluted spindle which slides on splines of the shaft or of a socket fixed to the latter, and is capable of cooperating with a fluted IO O portion of the pinion or of a fixed part. The clutch means generally comprise a conical friction ring integral in rotation with the player, with a slight angular play in the rest position but without play in the coupling position of the pinions I 5 and which is capable of being driven axially by eclipsable means carried by the player O until cooperating with a complementary conical surface formed

sur le pignon ou sur une pièce fixée à lui. on the pinion or on a part attached to it.

Les moyens éclipsables sont avantageusement consti- The eclipsable means are advantageously constituted

tués par un anneau en métal élastique engagé partielle- killed by an elastic metal ring partially engaged-

ment dans une gorge périphérique du baladeur, et en appui radial contre plusieurs bras longitudinaux parallèles à l'arbre et solidaires de la bague de friction, ledit appui radial s'effectuant, en position de repos, dans ment in a peripheral groove of the player, and in radial support against several longitudinal arms parallel to the shaft and integral with the friction ring, said radial support being effected, in the rest position, in

un cran de chacun des bras.a notch on each of the arms.

Les extrémités en vis-à-vis des cannelures du man- The ends facing the grooves of the

chon et du pignon ou d'une pièce fixée à lui sont large- chon and gable or part attached to it are wide-

ment chanfreinées, formant des "entrées de cannelures" qui permettent leur introduction les unes dans les autres par coulissement du baladeur, après que ce coulissement chamfered, forming "groove inlets" which allow them to be inserted into each other by sliding the player, after this sliding

ait provoqué la mise en contact desdites surfaces coni- caused the contacting of said conical surfaces

ques, donc la solidarisation en rotation de la bague et ques, therefore the joining in rotation of the ring and

du pignon.of the pinion.

Dans la disposition la plus usuelle' deux pignons In the most usual arrangement 'two gables

sont associes à un synchroniseur double de manière è. are associated with a double synchronizer in a way è.

être alternativement accouplés à larbre Ils sont alors montés fous sur celui-ci de part et d'autre d'une douille cannelée fixée à l'arbre, et lesdits -bras longitudinaux traversent le baladeur, avec jeu en position de repos, par des ouvertures circulairement réparties, tandis que leurs extrémités sont respectivement fixées à l'une de deux bagues de friction Celles-ci sont proches chacune IO d'une surface complémentaire d'un despignons quand le baladeur est en position moyenne O et sont alternativement en contact avec cette surface quand le baladeur est be alternately coupled to the shaft They are then mounted mad on it on either side of a grooved bushing fixed to the shaft, and said longitudinal arms pass through the player, with play in the rest position, through openings circularly distributed, while their ends are respectively fixed to one of two friction rings These are each close IO to a complementary surface of a sprockets when the player is in the middle position O and are alternately in contact with this surface when the player is

déplacé vers le pignon correspondant. moved to the corresponding gear.

Le baladeur et le pignon ou la pièce cannelée fixée I 5 à ce dernier sont habituellement des pièces métalliques relativement massives, leurs cannelures étant réalisées The walkman and the pinion or the fluted part fixed to the latter are usually relatively massive metal parts, their grooves being made

par usinage, ce qui est coûteux et ne pezrmet pas de don- by machining, which is expensive and does not allow data

ner facilement aux entrées de cannelures le profil le easily profile the groove entries

mieux adapté à leur introduction les unes dans les autres. better suited to their introduction into each other.

L'invention a pour but de réaliser un synchroniseur *du type précité O qui soit' léger et de fabrication simple, tout en assurant un engagement correct des cannelures de crabotage e Le synchroniseur visé par l'invention, destiné à accoupler à un arbre au moins un pignon monté fou sur The object of the invention is to produce a synchronizer * of the aforementioned type O which is' light and simple to manufacture, while ensuring correct engagement of the interconnecting grooves e The synchronizer aimed by the invention, intended to couple to a shaft at minus a gable mounted crazy on

lui, comprend un baladeur muni d'un manchon intérieure- it includes a player fitted with an inner sleeve-

ment cannelé qui coulisse sur des cannelures solidaires de l'arbre et qui est propre à coopérer avec une portion cannelée d'une pièce fixée au pignonles extrémités en vis-à-vis des cannelures du manchon et de la pièce fixée au pignon comportant un profil d'entrée approprié à leur grooved which slides on grooves integral with the shaft and which is capable of cooperating with a grooved portion of a part fixed to the pinion, the ends facing the grooves of the sleeve and of the part fixed to the pinion comprising a profile input suitable for their

engagement par coulissement du manchon. sliding engagement of the sleeve.

Suivant l'invention, l'un au moins des éléments de crabotage, constitués parle baladeur et la pièce fixée au pignon, est réalisé en tôle emboutie, Les cannelures de cet élément ainsi que leur profil d'entrée sont formes According to the invention, at least one of the interconnection elements, formed by the player and the part fixed to the pinion, is made of stamped sheet metal, the grooves of this element and their entry profile are shaped

par découpage, puis emboutissage de la tôle. by cutting, then stamping the sheet.

Suivant une caractéristique de l'invention, la pièce fixée au pignon est une coupelle en tôle emboutie, coa- xiale à l'arbre, soudée sur le pignon, et comportant à sa périphérie une collerette conique propre à coopérer avec une bague de friction associée au baladeur, et dans sa partie centrale une portion cylindrique munie des According to a characteristic of the invention, the part fixed to the pinion is a cup made of stamped sheet metal, coaxial with the shaft, welded to the pinion, and comprising at its periphery a conical collar suitable for cooperating with an associated friction ring. player, and in its central part a cylindrical portion provided with

IO cannelures de crabotage.IO interconnection splines.

Suivant une forme de réalisation, dans laquelle le synchroniseur est associé à deux pignons montés fous de part et d'autre du baladeur, celuici est constitue de deux pièces en tôle emboutie maintenues, notamment par I 5 soudage, appliquées l'une contre l'autre suivant une face perpendiculaire à l'arbre, et chacune de ces deux According to one embodiment, in which the synchronizer is associated with two pinions mounted idly on either side of the player, this consists of two pieces of pressed sheet metal maintained, in particular by I 5 welding, applied one against the another along a face perpendicular to the tree, and each of these two

pièces comporte à sa partie centrale une portion cylin- parts has at its central part a cylindrical portion

drique emboutie munie des cannelures de crabctage, tour- stamped drique provided with crabctage splines, tour-

née vers la portion cylindrique correspondante de chaque born towards the corresponding cylindrical portion of each

coupelle.cup.

Dans ce dernier cas, le baladeur comporte des ouver- In the latter case, the player has openings.

tures circulairement réparties autour de l'arbre et recevant chacune l'un de plusieurs bras longitudinaux reliant deux bagues de friction respectivement tournées vers chacun des deux pignons, et le baladeur portant un anneau élastique en appui radial sur ces bras, les deux pièces constitutives du baladeur sont espacées au droit desdites ouvertures et maintiennent axialement entre tures circularly distributed around the shaft and each receiving one of several longitudinal arms connecting two friction rings respectively turned towards each of the two pinions, and the player carrying an elastic ring in radial support on these arms, the two constituent parts of the player are spaced at right of said openings and maintain axially between

elles l'anneau élastique.they the elastic ring.

D'autres particularités et avantages du synchroni- Other features and advantages of synchronization

seur conforme à l'invention apparaîtront au cours de la seur according to the invention will appear during the

description ci-après, en référence aux dessins annexés description below, with reference to the accompanying drawings

sur lesquels: La Figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un synchroniseur double associé à deux pignons 1 on which: Figure 1 is a partial view in axial section of a double synchronizer associated with two pinions 1

et la Figure 2 est une vue en perspective du ba- and Figure 2 is a perspective view of the ba-

ladeur et d'une coupelle du synchroniseur de la Figure 1. the scale and a cup of the synchronizer in Figure 1.

Le dispositif représenté A la Figure 1 est un syn- The device shown in Figure 1 is a syn-

chronïseur de boîte de vitesses de véhicule automobile, dont la structure est similaire à celle du synchroniseur décrit dans le brevet français 1 098 083 Ce synchroniseur motor vehicle gearbox chronizer, whose structure is similar to that of the synchronizer described in French patent 1,098,083 This synchronizer

est destiné à accoupler à un arbre 3 deux pignons 1,2 mon- is intended to couple a shaft 3 two pinions 1,2 my-

tés fous sur cet arbre de part et d'autre d'une douille 4 rendue solidaire de l'arbre 3 par des dentelures 5 La IO douille 4 bute contre un jonc d'arrêt 6 logé partiellement, crazy tees on this shaft on either side of a socket 4 made integral with the shaft 3 by serrations 5 The IO socket 4 abuts against a stop ring 6 partially housed,

dans une gorge de l'arbre 3.in a tree groove 3.

La douille 4 est extérieurement munie de cannelures recevant le manchon cannelé 7 d'un baladeur 8 Celui-ci est constitué de deux pièces 9, 10 en tôle emboutie I 5 ayant la forme générale d'un disque et maintenues par soudage appuyées l'une contre l'autre suivant une face annulaire, il perpendiculaire à l'arbre Chacune de ces deux pièces comporte à sa partie centrale une moitié 7 a, 7 b du manchon cannelé 7 e formée par emboutissage du contour circulaire crénelé d'une ouverture centrale 28 The sleeve 4 is externally provided with grooves receiving the grooved sleeve 7 of a portable player 8 This consists of two parts 9, 10 of pressed sheet metal I 5 having the general shape of a disc and held by welding supported one against the other along an annular face, it perpendicular to the shaft Each of these two parts has at its central part a half 7 a, 7 b of the grooved sleeve 7 e formed by stamping the circular crenellated outline of a central opening 28

préalablement découpée.previously cut.

Les deux pièces 9, 10 comportent chacune radialement The two parts 9, 10 each have radially

à l'extérieur de la face d'appui 11, une légère dépres- outside the bearing face 11, a slight depression

sion 12 coaxiale à l'arbre 3 de manière à être suffisam- sion 12 coaxial with the shaft 3 so as to be sufficient

ment espacées l'une de l'autre pour que soit placé entre elles un anneau fendu 13 en métal élastique Dans cette partie ou les deux pièces 9, 10 sont espacées, celles-ci sont -percées de trois paires d'ouvertures 14,14 a circulairement réparties autour du manchon 7, les ouvertures 14 étant situées en regard des ouvertures 14 a Dans chaque ouverture 14, 14 a peut coulisser un bras longitudinal ou barreau 15 parallèle à l'arbre 3 et fixé, à chacune de ses extrémités, à une bague de friction 16, 17, ces bagues étant coaxiales à l'arbre et extérieurement spaced from each other so that a split ring 13 of elastic metal is placed between them In this part or the two parts 9, 10 are spaced, these are drilled with three pairs of openings 14,14 a circularly distributed around the sleeve 7, the openings 14 being located opposite the openings 14 a In each opening 14, 14 a can slide a longitudinal arm or bar 15 parallel to the shaft 3 and fixed, at each of its ends, to a friction ring 16, 17, these rings being coaxial with the shaft and externally

coniques.conical.

2539 992539 99

Chaque barreau 15 est munif, au milieu de sa face tournée vers labbre' d'un embrèvement formant un cran 18 dans lequel peut s'engager partiellement l'anneau 13 o La portion centrale 19 du barreau est plus étroite que ses portions latérales 20, 21, qui ont une section complémentaire de celle des ouvertures 14, 14 ao Ainsi Each bar 15 is provided, in the middle of its face turned towards the labbre 'with a recess forming a notch 18 in which the ring 13 can partially engage. The central portion 19 of the bar is narrower than its lateral portions 20, 21, which have a section complementary to that of the openings 14, 14 ao Thus

il existe un jeu angulaire, en rotation autour de l Par- there is an angular play, in rotation around the Par-

bre 3, entre le baladeur 8 et l'ensemble des trois bar- bre 3, between player 8 and all three bars-

reaux 15 et des deux bagues 160 17 quand cet ensemble IO est en position médianes définie par l'engagement de rails 15 and two rings 160 17 when this IO assembly is in the middle position defined by the engagement of

l'anneau 13 dans le cran 18 de chaque barreau Un chan- the ring 13 in the notch 18 of each bar A chan-

frein circulaire 20 a O 21 a relie la portion centrale 19 à chaque portion laterale 20, 21 o Sur chaque pignon 102 est soudée une coupelle 220 23 i 5 en tôle emboutie coaxiale à l'arbre 3, et comportant circular brake 20 a O 21 a connects the central portion 19 to each lateral portion 20, 21 o On each pinion 102 is welded a cup 220 23 i 5 in pressed sheet metal coaxial with the shaft 3, and comprising

d'une part à sa périphérie une collerette 24, 25 intérieu- on the one hand at its periphery an inner flange 24, 25

rement conique, et duautre part dans sa partie centrale une portion cylindrique cannelée 268 27 entourant un prolongement du moyeu du pignon 1,2 o Cette portion 26,27 tapered, and on the other hand in its central part a cylindrical grooved portion 268 27 surrounding an extension of the pinion hub 1.2 o This portion 26.27

est réalisée par emboutissage du contour circulaire cré- is made by stamping the circular outline created

nelé d'une ouverture centrale 29 préalablement découpée (Figure 2) La surface conique de chaque collerette 248 25 est propre à coopérer par frottement avec celle de l'une des bagues de friction 16 D 17, et chaque portion cannelée 26, 27 est propre à coopérer avec le manchon cannelé 7 o Les extrémités axiales en vis-à-vis des cannelures 26 a de chaque portion 260 27 ee du manchon 7 sont munies de chanfreins 26 b (Figure 2), obtenus par découpage de la tôle avant emboutissage, de manière à former un profil d'entrée facilitant l'engagement des cannelures les unes with a central opening 29 previously cut out (Figure 2) The conical surface of each flange 248 25 is able to cooperate by friction with that of one of the friction rings 16 D 17, and each fluted portion 26, 27 is clean to cooperate with the grooved sleeve 7 o The axial ends facing the grooves 26 a of each portion 260 27 ee of the sleeve 7 are provided with chamfers 26 b (Figure 2), obtained by cutting the sheet before stamping, so as to form an entry profile facilitating the engagement of the grooves one

dans les autres-in the others-

L'ensemble des piïèces ainsi disposées entre les pignons 1 et 2 constitue un synchroniseur double de U fonctionnement classi que en position moyenne du baladeur 8, le manchon 7 reposa uniquemenit sur la douille 4, et chaque barreau 15 étant maintenu en position médiane par l'anneau 13 engagé dans chaque cran 18, les bagues de friction 16, 17 sont chacune légèrement espacées aziale- ment de la collerette correspondante 24, 25 o Les deux pignons tournent donc fous sur l'arbre (position de la All the parts thus arranged between the pinions 1 and 2 constitute a double synchronizer of U conventional operation that in the middle position of the player 8, the sleeve 7 rests only on the sleeve 4, and each bar 15 being held in the middle position by the ring 13 engaged in each notch 18, the friction rings 16, 17 are each slightly spaced azially from the corresponding flange 24, 25 o The two pinions therefore turn mad on the shaft (position of the

Figure 1).Figure 1).

Quand le baladeur 8 est poussé axialement par exe- When the player 8 is pushed axially e.g.

IO ple vers la gauche sur la Figure 1, par une fourchette non représentée chevauchant la périphérie du baladeur 8 entre ses pièces constitutives 9, 10, en un premier temps l'anneau élastique 13 reste engagé dans chaque cran 18 et ies barrease 15 se déplacent axialexnent avec le I 5 baladeur $ jusqu' ce que la bague 16 entre en contact avec la collerette 24, la solidarisant en -rotation, par frottement, avec le baladeur 8, la douille 4 et 11 arbre 3 En un deuxième temps, sous une poussée axiale plus forte du baladeur 8, les barreaux 15 étant immnobiisés axialement par appui de la bague 16 contre la coupelle IO ple to the left in Figure 1, by a fork not shown overlapping the periphery of the player 8 between its component parts 9, 10, firstly the elastic ring 13 remains engaged in each notch 18 and ies barrease 15 move axialexnent with the I 5 walkman $ until the ring 16 comes into contact with the flange 24, securing it in rotation, by friction, with the walkman 8, the socket 4 and 11 shaft 3 In a second step, under a stronger axial thrust of the walkman 8, the bars 15 being immobilized axially by pressing the ring 16 against the cup

22 solidaire du pignon 1, l'anneau 13 s'éclipse radiale- 22 integral with the pinion 1, the ring 13 is radially eclipsed

-ment hors des crans 18 et les cannelures de la partie dentelée 7 a du manchon 7 s'engagent entre celles 26 a de la portion 26 de la coupelle 22 o Cet engagement est facilité par le profil d'entrée des cannelures et par l'introduction dans chaque ouverture 14, du chanfrein - out of the notches 18 and the grooves of the serrated part 7 a of the sleeve 7 engage between those 26 a of the portion 26 of the cup 22 o This engagement is facilitated by the entry profile of the grooves and by the introduction into each opening 14, of the chamfer

a, puis de la portion latérale 20 de chaque barreau. a, then the lateral portion 20 of each bar.

En fin de course de coulissement du baladeur 8, le pignon 1 est ainsi craboté à l'arbre 3 par coopération des cannelures du manchon 7 avec celles 26 a de la coupelle 22 solidaire du pignon 1 et avec celles de la douille 4 At the end of the sliding slide 8, the pinion 1 is thus clutched to the shaft 3 by cooperation of the grooves of the sleeve 7 with those 26a of the cup 22 secured to the pinion 1 and with those of the sleeve 4

solidaire de l'arbre.secured to the tree.

Les éléments de crabotage constitués par le manchon cannelé 7 et pir les portion cylindriques cannelées 26, 27 2539199 i The interconnection elements constituted by the grooved sleeve 7 and pir the grooved cylindrical portion 26, 27 2539199 i

des coupelles 22, 23 sont peu coûteux à réaliser puis- cups 22, 23 are inexpensive to produce,

qu'ils ne nécessitent pas d'usinage De plus, leur profil d'entrée, découpé dans la tôle avant emboutissage, peut présenter une forme appropriée à un bon engagement des cannelures, le profil d'entrée s'étendant sur toute la hauteur de chaque cannelure, c'est-à-dire sur toute l'épaisseur de la tôle, ce qu'en ne peut généralement pas obtenir par usinage de cannelures taillées dans une they do not require machining In addition, their entry profile, cut from the sheet before stamping, can have a shape suitable for good engagement of the grooves, the entry profile extending over the entire height of each groove, that is to say over the entire thickness of the sheet, which cannot generally be obtained by machining grooves cut in a

pièce massive.massive piece.

IO L'invention n'est pas limitée à la forme de réali- IO The invention is not limited to the form of realization

sation décrite et peut comporter des variantes d'exé- described and may include variants of exe

cution -cution -

Claims

I. Motor vehicle gearbox synchronizer, intended to couple to a shaft (3) at least one pinion (1, 2) mounted idly on it, comprising a

player (8) provided with a sleeve (7> internally cane-

the sliding on grooves integral with the shaft (3) and suitable for cooperating with a grooved portion of a

part fixed to the pinion (1, 2), the ends opposite

screws of the grooves of the sleeve (7) and of the part fixed to the pinion (1, 2) comprising an appropriate entry profile

IO to their engagement by sliding the sleeve (7), charac-

terized in that at least one of the clutching elements constituted by the walkman (8) and the part (22, 23) fixed to the pinion (1, 2) is made of stamped sheet metal, and the grooves of this element as well as their I 5 input profile are formed by cutting, then stamping

sheet metal.

2. Synchronizer according to claim 1, charac-

terized in that the part fixed to the pinion is a cup (22, 23) in pressed sheet metal, coaxial with the shaft (3), welded to the pinion (1, 2) and comprising at its

periphery a conical flange (24, 25) suitable for

pererate with a friction ring (16, 17) associated with the player (8), and in its central part a cylindrical portion (26, 27) provided with the grooves (26 a) of

dog clutch.

3. Synchronizer according to one of claims 1

and 2, associated with two pinions (1, 2) mounted idly on either side of the player (8), characterized in that the player (8) consists of two parts (9, 10) of

pressed sheet metal maintained, in particular by welding,

one against the other along one side (11) perpen-

dicular to the tree (3), and each of these two parts

(9, 10) has a cylindrical portion at its central part

stamped plate (7 a, 7 b) forming a sleeve (7) provided with the dog clutch grooves, each portion (7 a, 7 b) being turned towards the corresponding cylindrical portion of each cup t 220 23)

4. Synchronizer according to claim 30 charac-

terized in that the player (8) has openings (14, 14 a) distributed circularly around the shaft (3) and each crossed by a longitudinal arm (15) parallel to the shaft (3), connecting two rings of friction (16, 17) respectively turned towards each of the two IO pinions (1, 2) and the sliding gear- (8) carrying an elastic ring (13) in radial support on these arms (15), the two parts (9, 10 ) constituting the player (8) are

spaced at the right of said openings (14, 14 a) and main-

hold the elastic ring (13) axially between them o