FR2718501A1 - Synchroniser for vehicle manual gearbox - Google Patents

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Abstract

The synchroniser has a hub (4) fixed on an exit shaft (1) of the gearbox. A drive (5) is guided to slide axially on the hub (4) by external teeth on an assembly of teeth (5") destined to meet the teeth (7") on a synchronising ring (7) before engaging the complementary teeth (3") on gear (3) turning freely around shaft (1). A conical friction surface (6") comes into contact with gear (3). The surface (6") belongs to a synchronising ring (6) engaged under the ring (7) and displaced in the direction of the gear (3) by levers (8) disposed at a point of reaction on hub (4).

Description

SYNCHRONISEUR A MULTIPLICATEUR D'EFFORTS
La présente invention se rapporte à un synchroniseur de boîte de vitesses manuelle à arbres parallèles, destiné à amener au même régime un moyeu solidaire de l'arbre secondaire et un pignon secondaire engrenant en permanence avec un pignon de vitesses de l'arbre primaire, tout en tournant librement autour de l'arbre secondaire.SYNCHRONIZER WITH EFFORTS MULTIPLIER
The present invention relates to a manual gearbox synchronizer with parallel shafts, intended to bring to the same speed a hub secured to the secondary shaft and a secondary pinion permanently meshing with a gear pinion of the primary shaft, all freely rotating around the secondary shaft.

Par la publication FR 2 676 791 de la demanderesse, on connaît un synchroniseur de ce type, comportant un moyeu fixé sur l'arbre de sortie d'une boîte de vitesses et un baladeur guidé en coulissement sur le moyeu par la denture extérieure de celui-ci, en vue de rendre solidaire ledit arbre de sortie, d'un pignon secondaire tournant fou sur celui-ci. Lors de l'engagement d'un rapport, le baladeur se déplace axialement sur le moyeu, et rencontre en premier lieu un anneau de synchronisation, dont le rôle est d'égaliser la vitesse angulaire du pignon fou, avec celle du moyeu, avant l'entrée en contact direct du baladeur avec le pignon fou. De façon habituelle, l'égalisation de vitesses est obtenue grâce à la mise en frottement de deux surfaces coniques, appartenant respectivement à l'anneau de synchroniseur et au pignon fou, sous la poussée axiale du baladeur.By the publication FR 2 676 791 of the applicant, a synchronizer of this type is known, comprising a hub fixed on the output shaft of a gearbox and a sliding guide guided in sliding on the hub by the external toothing of that here, in order to make said output shaft integral, with a secondary idler turning pinion thereon. When engaging a gear, the player moves axially on the hub, and first meets a synchronization ring, the role of which is to equalize the angular speed of the idler gear, with that of the hub, before l '' direct contact of the player with the idler gear. Usually, the speed equalization is obtained by the friction of two conical surfaces, belonging respectively to the synchronizer ring and the idler gear, under the axial thrust of the player.

Un moyen connu pour augmenter I'efficacité d'un synchroniseur tel que décrit dans la publication FR 2 676 791, consiste à surdimensionner les surfaces coniques de frottement, et/ou à réduire leur angle de cône. Des dispositions de cet ordre, ou l'adoption d'anneaux à double ou triple surface conique de frottement, dits "anneaux multi-cônes", présentent pour inconvénient majeur d'augmenter l'encombrement du synchroniseur, alors que l'espace disponible pour celui-ci l'intérieur d'une boîte de vitesses est réduit.One known means for increasing the efficiency of a synchronizer as described in publication FR 2 676 791, consists in oversizing the conical friction surfaces, and / or in reducing their cone angle. Arrangements of this order, or the adoption of rings with double or triple conical friction surface, called "multi-cone rings", have the major drawback of increasing the size of the synchronizer, while the space available for the inside of a gearbox is reduced.

La présente invention a pour but d'augmenter l'efficacité d'un synchroniseur sans accroître ses dimensions. Elle propose à cet effet un synchroniseur de boîte de vitesses manuelle présentant un moyeu fixé sur un arbre de sortie de la boîte de vitesses, un baladeur guidé en coulissement axial sur le moyeu par la denture extérieure de celuici et muni d'un ensemble de dents destinées à rencontrer la denture d'une bague de synchronisation avant de s'engager dans la denture complémentaire d'un pignon tournant librement autour de l'arbre de sortie, ainsi qu'une surface conique de frottement venant en contact avec le pignon, de façon à égaliser les vitesses de la bague et de celui-ci avant l'engagement de la denture du baladeur dans celle du pignon. Ce synchroniseur est caractérisé en ce que la surface conique appartient à un anneau de synchronisation engagé sous la bague et déplacé par celle-ci en direction du pignon par l'intermédiaire de leviers disposant d'un point de réaction sur le moyeu.The present invention aims to increase the efficiency of a synchronizer without increasing its dimensions. To this end, it offers a manual gearbox synchronizer having a hub fixed on an output shaft of the gearbox, a sliding guide guided in axial sliding on the hub by the external teeth thereof and provided with a set of teeth. intended to meet the teeth of a synchronization ring before engaging in the complementary teeth of a pinion freely rotating around the output shaft, as well as a conical friction surface coming into contact with the pinion, so as to equalize the speeds of the ring and of this before the engagement of the toothing of the player with that of the pinion. This synchronizer is characterized in that the conical surface belongs to a synchronization ring engaged under the ring and moved by the latter in the direction of the pinion by means of levers having a reaction point on the hub.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le baladeur présente des rampes d'armement repoussant la bague par l'intermédiaire d'un ressort.According to one embodiment of the invention, the player has arming ramps pushing the ring through a spring.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le baladeur présente des rampes d'armement repoussant l'anneau par l'intermédiaire d'un ressort.According to one embodiment of the invention, the player has arming ramps pushing the ring through a spring.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'anneau présente des encoches recevant les leviers.According to one embodiment of the invention, the ring has notches receiving the levers.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les leviers repoussent l'anneau en direction du pignon sous l'action de la bague en multipliant l'effort transmis par celle-ci, grâce à leur point d'appui sur le moyeu.According to one embodiment of the invention, the levers push the ring in the direction of the pinion under the action of the ring by multiplying the force transmitted by it, thanks to their fulcrum on the hub.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'anneau présente des pattes radiales engagées dans les encoches, derrière les leviers.According to one embodiment of the invention, the ring has radial lugs engaged in the notches, behind the levers.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'anneau entraîne la bague par l'intermédiaire des pattes engagées dans les encoches. According to one embodiment of the invention, the ring drives the ring by means of the tabs engaged in the notches.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe axiale d'un arbre de sortie de boîte de
vitesses mécanique, effectuée au niveau d'un synchroniseur
illustrant une première variante de l'invention, - les figures 2A, 2B correspondent respectivement à une vue de face
de la bague et de l'anneau, - la figure 3 illustre une seconde variante de l'invention.The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment thereof, in conjunction with the appended drawings in which - Figure 1 is an axial section of a gearbox output shaft
mechanical speeds, performed at a synchronizer
illustrating a first variant of the invention, - Figures 2A, 2B correspond respectively to a front view
of the ring and the ring, - Figure 3 illustrates a second variant of the invention.

Sur la figure 1, on a représenté en coupe l'arbre de sortie ou arbre secondaire 1 d'une boîte de vitesses manuelle, et un pignon fou 3, monté sur une bague 2. Un baladeur 5 pouvant se déplacer axialement sur un moyeu 4, solidaire de l'arbre 1, présente plusieurs rampes d'armement 5', destinées à repousser un ressort 9, telles que celle qui apparaît dans le plan de coupe, en haut du schéma. Le baladeur 5 comporte également un certain nombre de dents 5", faisant face aux dents 7" d'une bague de synchroniseur 7. Le synchroniseur objet de l'invention est constitué d'une bague 7, d'un anneau 6 engagé sans celle-ci et de plusieurs leviers 8 disposés entre ces éléments.In Figure 1, there is shown in section the output shaft or secondary shaft 1 of a manual gearbox, and a idler gear 3, mounted on a ring 2. A sliding gear 5 which can move axially on a hub 4 , integral with the shaft 1, has several arming ramps 5 ′, intended to repel a spring 9, such as that which appears in the cutting plane, at the top of the diagram. The player 5 also includes a number of teeth 5 ", facing the teeth 7" of a synchronizer ring 7. The synchronizer object of the invention consists of a ring 7, a ring 6 engaged without that -ci and several levers 8 disposed between these elements.

En se reportant aux figures 2A et 2B, on voit que la bague 7, dentée sur trois secteurs, présente trois pattes radiales 7, tandis que l'anneau 6 est muni de trois encoches 6"'.Referring to Figures 2A and 2B, we see that the ring 7, toothed on three sectors, has three radial lugs 7, while the ring 6 is provided with three notches 6 "'.

Comme le montre la figure 1, les encoches 6"' de l'anneau 6 sont destinées à recevoir un levier 8 et une patte 7' de la bague 7. Bien entendu, les figures 2A et 2B, n'ont aucun caractère limitatif, et on peut envisager un nombre différent de pattes 7, d'encoches 6"' et de leviers 8 répartis régulièrement autour de la circonférence de la bague 7 et de l'anneau 6 sans sortir du cadre de l'invention. As shown in FIG. 1, the notches 6 "'of the ring 6 are intended to receive a lever 8 and a lug 7' of the ring 7. Of course, FIGS. 2A and 2B have no limiting character, and one can envisage a different number of lugs 7, notches 6 "'and levers 8 distributed regularly around the circumference of the ring 7 and the ring 6 without departing from the scope of the invention.

Le fonctionnement du dispositif de synchronisation illustré par les figures 1, 2A, et 2B est le suivant. Lors d'un passage d'une vitesse correspondant au déplacement du baladeur 5, la fourchette 10 apparaissant sur la figure 1 entraîne (de droite à gauche), le baladeur 5, dont les rampes d'armement 5' réparties en secteurs réguliers sur sa circonférence, entrent en contact avec le ressort 9.The operation of the synchronization device illustrated in FIGS. 1, 2A, and 2B is as follows. During a change of speed corresponding to the movement of the player 5, the fork 10 appearing in Figure 1 drives (from right to left), the player 5, including the arming ramps 5 'distributed in regular sectors on its circumference, come into contact with spring 9.

Conformément à la première variante de l'invention, illustrée par la figure 1, le baladeur 5 agit sur la bague 7 en poussant celle-ci vers le pignon fou 3. En se déplaçant, la bague 7 entraîne par leur extrémité supérieure 8' les leviers 8. Ces derniers disposent d'un point de réaction 4' sur le moyeu 4, et s'enfoncent dans les encoches 6"' de l'anneau 6 sous les pattes radiales 7' de la bague 7. Chaque levier 8 dispose d'un point de réaction 4' sur le moyeu 4, et d'un point d'appui 6' sur l'anneau 6 au fond des encoches 6"'. Les points d'appui 6' étant plus proches des points de réaction 4' que de l'extrémité supérieure 8' des leviers 8, ces derniers assurent une multiplication de l'effort transmis par le baladeur 5 à l'anneau 6.In accordance with the first variant of the invention, illustrated by FIG. 1, the player 5 acts on the ring 7 by pushing the latter towards the idler gear 3. By moving, the ring 7 drives the upper end 8 ′ the levers 8. These have a reaction point 4 'on the hub 4, and sink into the notches 6 "' of the ring 6 under the radial tabs 7 'of the ring 7. Each lever 8 has 'a reaction point 4' on the hub 4, and a fulcrum 6 'on the ring 6 at the bottom of the notches 6 "'. The support points 6 'being closer to the reaction points 4' than to the upper end 8 'of the levers 8, the latter ensure a multiplication of the force transmitted by the player 5 to the ring 6.

Sous l'action des leviers 8, le cône de frottement 6" de l'anneau 6 entre en contact avec la surface conique correspondante du pignon 3, qui entraîne l'anneau 6 en rotation. Grâce à ses encoches 6"', celuici entraîne à son tour en rotation la bague 7 par l'intermédiaire de ses pattes 7', logées dans celles-ci. Les dents 7" de la bague 7, disposant d'une liberté de rotation limitée dans le moyeu 4 par contact de ses flancs de dents 7" contre les flancs 4" du moyeu 4, s'indexent par rapport aux dents 5" du baladeur 5. La phase dite d'armement et d'indexage est achevée.Under the action of the levers 8, the friction cone 6 "of the ring 6 comes into contact with the corresponding conical surface of the pinion 3, which drives the ring 6 in rotation. Thanks to its notches 6" ', this causes in turn in rotation the ring 7 via its legs 7 ', housed therein. The teeth 7 "of the ring 7, having a limited freedom of rotation in the hub 4 by contacting its flanks of teeth 7" against the flanks 4 "of the hub 4, are indexed relative to the teeth 5" of the player 5. The so-called arming and indexing phase is completed.

La seconde variante illustrée par la figure 3 fait état d'un aménagement de longueur entre la bague 7 et l'anneau 6, permettant au ressort d'entrer en contact avec l'anneau 6 avant de rencontrer la bague 7. Comme dans la première variante, l'anneau 6 est entraîné en rotation par le pignon 3, et grâce à ses encoches 6"' entraîne à son tour en rotation la bague 7 par ses pattes 7'. Les leviers 8 ont la même disposition vis-à-vis de la bague 7 et de l'anneau 6, que dans la première variante, mais cette fois, ils n'interviennent pas pendant la phase d'armement. Ce n'est qu'à l'issue de oelle-ci, lorsque les dents 5" et 7" sont indexées, que le baladeur 5 exerce directement sa poussée sur la bague 7, et que le levier 8 réagissant contre le moyeu 4, et en appui contre l'anneau 6, multiplie l'effort entre la bague 7 et l'anneau 6, comme dans la première variante. L'intérêt de cette seconde variante par rapport à la première, est de réduire la course d'armement.The second variant illustrated in Figure 3 shows a length arrangement between the ring 7 and the ring 6, allowing the spring to come into contact with the ring 6 before meeting the ring 7. As in the first variant, the ring 6 is rotated by the pinion 3, and thanks to its notches 6 "'in turn drives the ring 7 by its legs 7'. The levers 8 have the same arrangement opposite ring 7 and ring 6, only in the first variant, but this time, they do not intervene during the arming phase. It is only after this, when the teeth 5 "and 7" are indexed, that the walkman 5 directly exerts its thrust on the ring 7, and that the lever 8 reacting against the hub 4, and pressing against the ring 6, multiplies the force between the ring 7 and the ring 6, as in the first variant. The advantage of this second variant compared to the first, is to reduce the arming stroke.

En conclusion, il faut signaler que dans ses deux variantes décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs, l'adaptation d'un levier multiplicateur d'effort entre la bague et l'anneau de synchronisation proposée par l'invention augmente l'efficacité du synchroniseur pour un même effort appliqué au baladeur. Grâce à l'invention, il est possible: - d'augmenter l'angle de cône cx du synchroniseur, donc de faciliter
son décollement après la phase de synchronisation, - de réduire les angles d'entrée de denture du baladeur, de la bague
du synchroniseur, et du pignon fou, en vue de faciliter le passage
du baladeur après la phase de synchronisation.In conclusion, it should be noted that in its two variants described above by way of nonlimiting examples, the adaptation of a force multiplier lever between the ring and the synchronization ring proposed by the invention increases the efficiency of the synchronizer for the same effort applied to the player. Thanks to the invention, it is possible: - to increase the cone angle cx of the synchronizer, therefore to facilitate
its detachment after the synchronization phase, - to reduce the entry angles of toothing of the player, of the ring
synchronizer, and idler gear, to facilitate passage
of the player after the synchronization phase.

L'invention permet donc de disposer d'un synchroniseur particulièrement efficace, sans augmenter la taille de l'anneau ni recourir à un anneau de type "multi-cône". The invention therefore makes it possible to have a particularly efficient synchronizer, without increasing the size of the ring or resorting to a ring of the "multi-cone" type.

Claims (7)

REVENDICATIONS (4) sur le moyeu (4). l'intermédiaire de leviers (8) disposant d'un point de réaction bague (7) et déplacé par celle-ci en direction du pignon (3) par appartient à un anneau de synchronisation (6) engagé sous la pignon (3), caractérisé en ce que la surface conique (6") l'engagement de la denture (5") du baladeur (5) dans celle du égaliser les vitesses de la bague (7) et de celui-ci avant frottement (6") venant en contact avec le pignon (3) de façon à de l'arbre de sortie (1), ainsi qu'une surface conique de complémentaire (3") d'un pignon (3) tournant librement autour synchronisation (7) avant de s'engager dans la denture dents (5") destinées à rencontrer la denture (7") d'une bague de par la denture extérieure de celui-ci et muni d'un ensemble de un baladeur (5) guidé en coulissement axial sur le moyeu (4) moyeu (4) fixé sur un arbre de sortie (1) de la boîte de vitesses,CLAIMS (4) on the hub (4). the intermediary of levers (8) having a ring reaction point (7) and moved by the latter towards the pinion (3) by belongs to a synchronization ring (6) engaged under the pinion (3), characterized in that the conical surface (6 ") the engagement of the toothing (5") of the player (5) in that of equalizing the speeds of the ring (7) and of this before friction (6 ") coming in contact with the pinion (3) so as to output shaft (1), as well as a complementary conical surface (3 ") of a pinion (3) freely rotating around synchronization (7) before s '' engage in the teeth teeth (5 ") intended to meet the teeth (7") of a ring by the external toothing thereof and provided with a set of a walkman (5) guided in axial sliding on the hub (4) hub (4) fixed on an output shaft (1) of the gearbox, [1] Synchroniseur de boîte de vitesses manuelle présentant un[1] Manual gearbox synchronizer with bague (7) par l'intermédiaire d'un ressort (9). ring (7) via a spring (9). baladeur (5) présente des rampes d'armement repoussant la player (5) has arming ramps repelling the [2] Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le[2] Synchronizer according to claim 1, characterized in that the l'anneau (6) par l'intermédiaire d'un ressort (9). the ring (6) via a spring (9). baladeur (5) présente des rampes d'armement repoussant player (5) has repelling arming ramps [3] Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le[3] Synchronizer according to claim 1, characterized in that the leviers (8). levers (8). ce que l'anneau (6) présente des encoches (6") recevant les that the ring (6) has notches (6 ") receiving the [4] Synchroniseur selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en[4] Synchronizer according to claims 1, 2 or 3, characterized in d'appui (4') sur le moyeu (4). bearing (4 ') on the hub (4). multipliant l'effort transmis par celle-ci, grâce à leur point multiplying the effort transmitted by it, thanks to their point direction du pignon (3) sous l'action de la bague (7) en  direction of the pinion (3) under the action of the ring (7) in caractérisé en ce que les leviers (8) repoussent l'anneau (6) en characterized in that the levers (8) push the ring (6) in [5] Synchroniseur selon l'une des revendications précédentes,[5] Synchronizer according to one of the preceding claims, (7') engagées dans les encoches (6"), derrière les leviers (8). (7 ') engaged in the notches (6 "), behind the levers (8). caractérisé en ce que l'anneau (7) présente des pattes radiales characterized in that the ring (7) has radial lugs [6] Synchroniseur selon l'une des revendications précédentes,[6] Synchronizer according to one of the preceding claims, (7') engagées dans les encoches (6"').  (7 ') engaged in the notches (6 "'). l'anneau (6) entraîne la bague (7) par l'intermédiaire des pattes the ring (6) drives the ring (7) via the tabs [7] Synchroniseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que[7] Synchronizer according to claim 6, characterized in that
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