FR2718503A1 - Control device for synchronising rotation of pinions in vehicle gearbox during gear change - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les dispositifs de commande pour boites de vitesses de véhicules automobiles. The present invention relates to control devices for gearboxes of motor vehicles.
Actuellement, les véhicules comportant dans leur chaîne de transmission depuis le moteur jusqu'aux roues une boite de vitesses, qu'elle soit manuelle ou automatique, nécessitent des systèmes de synchronisation des pignons de la boîte de vitesses entre eux pour faciliter le changement de rapport de transmission lors de l'avancement du véhicule. Currently, vehicles comprising a gearbox, whether manual or automatic, in their transmission chain from the engine to the wheels, require gearbox synchronization systems with one another to facilitate gear changing transmission during vehicle advancement.
Cette synchronisation s'impose pour éviter des chocs violents entre les pignons, lors de leur mise en prise dus à des vitesses de rotation différentes de ceuxci. This synchronization is necessary to avoid violent shocks between the pinions, when they are engaged due to speeds of rotation different from those.
Ces dispositifs de synchronisation sont souvent relativement complexes et constituent donc une part non négligeable du coût total de la boîte de vitesses. De plus, ils impliquent la présence de pignons fous qui affectent le rendement de l'ensemble propulsif du véhicule. These synchronization devices are often relatively complex and therefore constitute a non-negligible part of the total cost of the gearbox. In addition, they involve the presence of idler gears which affect the performance of the vehicle's power unit.
De ce fait, il est intéressant de pouvoir s'affranchir de ce type de dispositif de synchronisation pour les pignons correspondants à certaines commandes que le conducteur du véhicule n'effectue normalement que lorsque le véhicule est à l'arrêt. C'est le cas, par exemple, de l'inversion du sens de déplacement d'un véhicule par enclenchement de la marche arrière. Therefore, it is advantageous to be able to dispense with this type of synchronization device for the pinions corresponding to certain commands that the driver of the vehicle normally performs only when the vehicle is stationary. This is the case, for example, of reversing the direction of movement of a vehicle by engaging reverse gear.
Dans ces conditions, si certains pignons ne sont pas munis d'un synchroniseur, il faut s'assurer que le conducteur ne puisse pas agir par erreur sur ces pignons, lors de l'avancement du véhicule, et donc lors de la rotation des éléments de la transmission. Il faut donc assurer le verrouillage de certaines commandes pendant que le véhicule roule, pour éviter tout risque d'erreur du conducteur et d'éventuelles détériorations des pignons. Under these conditions, if certain pinions are not equipped with a synchronizer, it must be ensured that the driver cannot act by mistake on these pinions, during the advancement of the vehicle, and therefore during the rotation of the elements. of the transmission. It is therefore necessary to lock certain controls while the vehicle is moving, to avoid any risk of driver error and possible damage to the pinions.
De tels dispositifs de verrouillage sont connus dans l'état de la technique, et comportent par exemple un actionneur agissant sur un axe de commande de la boite de vitesses en le verrouillant par rapport au carter. Such locking devices are known in the state of the art, and comprise for example an actuator acting on a control axis of the gearbox by locking it relative to the casing.
Ces dispositifs, comme par exemple celui décrit dans la demande de brevet français FR 78-19019 sont des dispositifs complexes, impliquant un coût important, qui réduit à néant le gain réalisé par la suppression du dispositif de synchronisation du pignon correspondant à la commande. These devices, such as that described in French patent application FR 78-19019 are complex devices, implying a significant cost, which negates the gain achieved by the elimination of the pinion synchronization device corresponding to the order.
L'invention a pour but de proposer un dispositif de commande comportant des moyens de verrouillage simples et peu onéreux permettant le blocage d'une commande dans les conditions mentionnées ci-dessus. The object of the invention is to propose a control device comprising simple and inexpensive locking means allowing the blocking of an order under the conditions mentioned above.
A cet effet, elle a pour objet un dispositif de commande d'un manchon porté par un arbre qui tourne en même temps que les roues d'un véhicule, ce manchon étant solidaire en rotation de l'arbre et monté coulissant par rapport à cet arbre, le dispositif de commande comprenant des moyens pour déplacer axialement le manchon entre deux positions, et des moyens de verrouillage adaptés pour maintenir le manchon dans au moins une de ces deux positions, aussi longtemps que le véhicule se déplace et que l'arbre tourne et pour libérer le manchon lorsque le véhicule est à l'arrêt et que l'arbre ne tourne plus, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent au moins un organe de verrouillage reçu dans un logement qui est ménagé dans l'arbre et débouche à la périphérie de cet arbre, au moins une surface de butée ménagée sur le manchon, et propre à coopérer avec le ou chaque organe de verrouillage, le ou chaque organe de verrouillage étant déplaçable radialement dans ledit logement, sous les actions antagonistes de la force centrifuge et de moyens élastiques de rappel, entre deux positions : une position active dans laquelle il coopère avec ladite surface de butée pour empêcher le coulissement du manchon et une position escamotée dans laquelle ce coulissement est autorisé. To this end, it relates to a device for controlling a sleeve carried by a shaft which rotates at the same time as the wheels of a vehicle, this sleeve being integral in rotation with the shaft and mounted to slide relative to this shaft, the control device comprising means for axially moving the sleeve between two positions, and locking means adapted to keep the sleeve in at least one of these two positions, as long as the vehicle is moving and the shaft is rotating and to release the sleeve when the vehicle is stopped and the shaft no longer rotates, characterized in that the locking means comprise at least one locking member received in a housing which is formed in the shaft and opens out at the periphery of this shaft, at least one abutment surface formed on the sleeve, and adapted to cooperate with the or each locking member, the or each locking member being movable radia LEMENT in said housing, under the antagonistic actions of centrifugal force and elastic return means, between two positions: an active position in which it cooperates with said abutment surface to prevent sliding of the sleeve and a retracted position in which this sliding is authorized.
Suivant d'autres caractéristiques :
- au moins une surface de butée ménagée sur le manchon est constituée par une paroi d'une gorge périphérique ménagée sur la surface interne du manchon en regard de l'arbre ;
- une surface de butée ménagée sur le manchon est constituée par une surface ménagée sur la face d'extrémité du manchon
- l'organe de verrouillage comprend au moins une masselotte montée coulissante dans un alésage radial de l'arbre ;
- lesdits moyens élastiques de rappel comprennent au moins un ressort s'étendant dans ledit logement
- Il est prévu deux masselottes montées coulissantes dans un même alésage diamétral de l'arbre et reliées par un ressort hélicoïdal de rappel
- chaque masselotte comporte une cavité axiale dans laquelle une extrémité recourbée du ressort est maintenue par un pion s'étendant dans la cavité suivant un de ses diamètres
- ledit logement comporte une gorge périphérique ménagée dans l'arbre, dans laquelle est reçu un anneau élastique fendu suivant l'un de ses rayons, qui constitue à la fois l'organe de verrouillage et le moyen élastique de rappel, au moins une masselotte déplaçable sous l'effet de la force centrifuge étant reçue dans un alésage radial de l'arbre débouchant dans la gorge périphérique.According to other characteristics:
- At least one abutment surface formed on the sleeve is constituted by a wall of a peripheral groove formed on the internal surface of the sleeve facing the shaft;
- an abutment surface formed on the sleeve is constituted by a surface formed on the end face of the sleeve
- The locking member comprises at least one counterweight slidably mounted in a radial bore of the shaft;
- said elastic return means comprise at least one spring extending in said housing
- Two flyweights are provided sliding in the same diametral bore of the shaft and connected by a helical return spring
- each counterweight has an axial cavity in which a curved end of the spring is held by a pin extending in the cavity along one of its diameters
- Said housing comprises a peripheral groove formed in the shaft, in which is received an elastic ring split along one of its radii, which constitutes both the locking member and the elastic return means, at least one counterweight displaceable under the effect of the centrifugal force being received in a radial bore of the shaft opening into the peripheral groove.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et se référant aux figures annexées sur lesquelles
- les figures 1 et 2 sont des vues en coupe longitudinale d'un dispositif de commande selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en position verrouillée et libre
- les figures 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale d'un dispositif de commande selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en position verrouillée et libre.The invention will be better understood in the light of the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended figures in which
- Figures 1 and 2 are views in longitudinal section of a control device according to a first embodiment of the invention, respectively in the locked and free position
- Figures 3 and 4 are views in longitudinal section of a control device according to a second embodiment of the invention, respectively in the locked and free position.
- la figure 5 est une vue en perspective d'un arbre muni une gorge périphérique portant un anneau élastique fendu utilisé dans le dispositif de commande représenté sur les figures 3 et 4. FIG. 5 is a perspective view of a shaft provided with a peripheral groove carrying a split elastic ring used in the control device shown in FIGS. 3 and 4.
Le dispositif de commande, représenté sur la figure 1, comporte un arbre 10, un manchon 12 monté coulissant sur cet arbre, un pignon 14 fixé sur l'arbre 10, des moyens 16 de déplacement axial du manchon 12 et des moyens 18 de verrouillage de ce manchon 12 lors de la rotation de l'arbre 10. The control device, shown in FIG. 1, comprises a shaft 10, a sleeve 12 slidably mounted on this shaft, a pinion 14 fixed on the shaft 10, means 16 for axial displacement of the sleeve 12 and means 18 for locking of this sleeve 12 during the rotation of the shaft 10.
Le manchon 12 comporte une denture périphérique constituant un pignon 20 adapté pour coopérer avec un pignon 22 lors de l'établissement de la marche arrière, la position représentée à la figure 1 correspondant à l'éta- blissement d'un rapport de marche avant. The sleeve 12 has a peripheral toothing constituting a pinion 20 adapted to cooperate with a pinion 22 when the reverse gear is established, the position represented in FIG. 1 corresponding to the establishment of a forward gear ratio.
Sur sa face en regard du pignon fixe 14, le manchon 12 comporte une denture frontale 24 coopérant avec une denture complémentaire 26 du pignon 14. On its face opposite the fixed pinion 14, the sleeve 12 has a front toothing 24 cooperating with a complementary toothing 26 of the pinion 14.
Une gorge périphérique 28 recevant une fourchette 30 des moyens 16 de déplacement axial du manchon 12 est prévue dans la partie médiane du manchon. A peripheral groove 28 receiving a fork 30 of the means 16 for axial displacement of the sleeve 12 is provided in the middle part of the sleeve.
Ces moyens 16 de déplacement axial, connus en eux-mêmes, comprennent une tringle 32 portant la fourchette 30. Ces moyens 16 assurent un déplacement axial du manchon 12 sur l'arbre 10 suivant des cannelures axiales complémentaires portées par l'arbre 10 et le manchon 12. These means 16 of axial displacement, known in themselves, comprise a rod 32 carrying the fork 30. These means 16 ensure an axial displacement of the sleeve 12 on the shaft 10 along complementary axial grooves carried by the shaft 10 and the sleeve 12.
Un alésage cylindrique 34 débouchant à ses deux extrémités est ménagé suivant un diamètre de l'arbre 10 et reçoit les moyens de verrouillage 18 du manchon 12. A cylindrical bore 34 opening at its two ends is formed along a diameter of the shaft 10 and receives the locking means 18 of the sleeve 12.
Ces moyens de verrouillage 18 comportent deux organes de verrouillage constitués par deux masselottes 36, de forme générale cylindrique ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 34. Ces deux masselottes 36 sont reliées ensemble par un ressort hélicoïdal de rappel 38, dont les extrémités 40 sont recourbées et maintenues chacune par un pion 42 dans une cavité axiale 44 de la masselotte 36. Ce pion 42 s'étend suivant un des diamètres de la masselotte 36. These locking means 18 comprise two locking members constituted by two weights 36, of generally cylindrical shape having a diameter slightly less than the diameter of the bore 34. These two weights 36 are connected together by a helical return spring 38, the ends 40 are bent and each held by a pin 42 in an axial cavity 44 of the counterweight 36. This pin 42 extends along one of the diameters of the counterweight 36.
Les moyens de verrouillage 18 comprenant les deux masselottes 36 et le ressort 38 s'étendent dans l'alésage cylindrique 34 leur servant de logement dans l'arbre 10. The locking means 18 comprising the two weights 36 and the spring 38 extend into the cylindrical bore 34 serving as their housing in the shaft 10.
A sa périphérie interne, le manchon 12 comporte des surfaces de butées périphériques espacées axialement. At its internal periphery, the sleeve 12 has axially spaced peripheral abutment surfaces.
Une première surface de butée 46 présentant une surface tronconique et ménagée partiellement sur la face d'extrémité du manchon 12 au voisinage de l'arbre 10, coopère avec la face latérale supérieure des masselottes 36 en position active pour assurer le blocage en translation du manchon 12 sur l'arbre 10, dans la position représentée sur la figure 1.A first abutment surface 46 having a frustoconical surface and partially formed on the end face of the sleeve 12 in the vicinity of the shaft 10, cooperates with the upper lateral face of the counterweights 36 in the active position to ensure the translation of the sleeve 12 on the shaft 10, in the position shown in FIG. 1.
Une seconde surface de butée est constituée par une paroi 48 d'une gorge périphérique 50 ménagée sur la surface cylindrique interne du manchon 12. A second abutment surface is constituted by a wall 48 of a peripheral groove 50 formed on the internal cylindrical surface of the sleeve 12.
La position de cette gorge 50 sur le manchon 12 est déterminée de sorte que, lors de l'établissement de la marche arrière, la gorge 50 se trouve en regard des masselottes 36, comme représenté sur la figure 2. The position of this groove 50 on the sleeve 12 is determined so that, when the reverse gear is established, the groove 50 is opposite the weights 36, as shown in FIG. 2.
Le fonctionnement de cet agencement est le suivant : sur la figure 1, la situation représentée correspond au cas où le véhicule roule en marche avant et où l'arbre 10 tourne dans un premier sens. Soumis à la force centrifuge due à la rotation de l'arbre 10, les masselottes 36 coulissent vers l'extérieur dans l'alésage 34 et viennent en contact avec la surface de butée 46 empêchant ainsi le coulissement du manchon 12 sur l'arbre 10 pendant l'avancement du véhicule. The operation of this arrangement is as follows: in FIG. 1, the situation shown corresponds to the case where the vehicle is traveling in forward gear and where the shaft 10 rotates in a first direction. Subjected to the centrifugal force due to the rotation of the shaft 10, the counterweights 36 slide outwards in the bore 34 and come into contact with the abutment surface 46 thus preventing the sleeve 12 from sliding on the shaft 10 while the vehicle is moving.
Sur la figure 2, on a représenté le même dispositif de commande, le manchon 12 ayant une position différente sur l'arbre 10, correspondant à l'établissement d'un rapport de marche arrière. In Figure 2, there is shown the same control device, the sleeve 12 having a different position on the shaft 10, corresponding to the establishment of a reverse gear.
Les masselottes 36 sont représentées en position escamotée correspondant à un état arrêté de l'arbre 10. En effet, n'étant plus soumises à la force centrifuge, mais uniquement à la force de rappel du ressort 38, les deux masselottes se trouvent escamotées dans l'alésage 34 de l'arbre 10 et ne remplissent plus leur rôle de verrouillage du manchon 12. Le pignon est donc libre de coulisser sur l'arbre 10 en réponse à une sollicitation du conducteur transmise par l'intermédiaire de la tringle 32 et de la fourchette 30. The weights 36 are shown in the retracted position corresponding to a stopped state of the shaft 10. In fact, no longer subjected to the centrifugal force, but only to the return force of the spring 38, the two weights are retracted in the bore 34 of the shaft 10 and no longer fulfill their role of locking the sleeve 12. The pinion is therefore free to slide on the shaft 10 in response to a request from the conductor transmitted via the rod 32 and fork 30.
Lors de la mise en rotation de l'arbre, dans le sens correspondant à une marche arrière, les masselottes 36, sous l'effet de la force centrifuge, coulissent vers l'extérieur de l'arbre 10 et viennent en contact avec la paroi 48 de la gorge 50, verrouillant le manchon 12 sur l'arbre 10. When the shaft is rotated, in the direction corresponding to a reverse gear, the weights 36, under the effect of centrifugal force, slide towards the outside of the shaft 10 and come into contact with the wall 48 of the groove 50, locking the sleeve 12 on the shaft 10.
Suivant un autre mode de réalisation représenté sur les figures 3, 4 et 5, le dispositif comporte des éléments communs avec le dispositif précédent, désignés par les mêmes numéros. According to another embodiment shown in Figures 3, 4 and 5, the device comprises elements common to the previous device, designated by the same numbers.
Un arbre 100 qui correspond à l'arbre 10 des figures précédentes et porte le manchon 12 et le pignon fixe 14, comporte en outre une gorge périphérique 102 s'étendant dans le corps de l'arbre 100 radialement audelà des cannelures 104. L'arbre 100 comporte également un alésage diamétral 106 débouchant à ses deux extrémités dans la gorge périphérique 102 . Deux masselottes 108 sont mon-tées coulissantes dans cet alésage 106. A shaft 100 which corresponds to the shaft 10 of the preceding figures and carries the sleeve 12 and the fixed pinion 14, further comprises a peripheral groove 102 extending in the body of the shaft 100 radially beyond the grooves 104. The shaft 100 also has a diametrical bore 106 opening at its two ends in the peripheral groove 102. Two weights 108 are slidably mounted in this bore 106.
Comme représenté plus en détail sur la figure 5, un anneau élastique 110 fendu suivant un rayon est reçu dans la gorge périphérique 102. As shown in more detail in FIG. 5, an elastic ring 110 split along a radius is received in the peripheral groove 102.
Cet anneau a un diamètre tel qu'à l'état de repos ou non déformé, il repose complètement dans la gorge 102 et ne vient pas obturer transversalement les passages entre les cannelures 104 de l'arbre 100. This ring has a diameter such that in the state of rest or not deformed, it rests completely in the groove 102 and does not come to close transversely the passages between the grooves 104 of the shaft 100.
Ainsi, lorsque l'anneau 110 est en position non déformée, le manchon 12 peut coulisser librement sur l'arbre 100. Cette situation correspond à un état arrêté du véhicule et donc de l'arbre 100. La figure 4 représente une telle situation, le manchon 12 étant par ailleurs dans une position correspondant à l'engagement de la marche arrière. Thus, when the ring 110 is in the non-deformed position, the sleeve 12 can slide freely on the shaft 100. This situation corresponds to a stopped state of the vehicle and therefore of the shaft 100. FIG. 4 represents such a situation, the sleeve 12 also being in a position corresponding to the engagement of reverse gear.
Lorsque l'arbre 100 tourne dans un sens ou dans l'autre, les masselottes 108 soumises à la force centrifuge s'écartent l'une de l'autre et viennent en contact avec la surface intérieure de l'anneau élastique 110, qui sous la pression des masselottes se déforme radialement, et vient obturer le passage entre les cannelures 104 de l'arbre 100. L'anneau 110 coopère alors avec l'une ou l'autre des surfaces de butée 46 ou 48 pour verrouiller le manchon 12. When the shaft 100 rotates in one direction or the other, the weights 108 subjected to the centrifugal force move away from each other and come into contact with the inner surface of the elastic ring 110, which under the pressure of the weights deforms radially, and closes the passage between the grooves 104 of the shaft 100. The ring 110 then cooperates with one or the other of the abutment surfaces 46 or 48 to lock the sleeve 12.
Lors d'un arrêt de l'arbre, l'anneau élastique 110 repousse les masselottes 108 dans l'alésage 106 et repose au fond de la gorge 102 permettant le déplacement axial du manchon 12. When the shaft stops, the elastic ring 110 pushes the weights 108 back into the bore 106 and rests at the bottom of the groove 102 allowing the axial displacement of the sleeve 12.
Dans ce qui précède, les notions de rotation ou d'immobilité de l'arbre ne doivent pas être comprises de façon stricte. In the foregoing, the concepts of rotation or immobility of the tree should not be strictly understood.
La présence des moyens élastiques de rappel implique que le verrouillage est obtenu à partir d'une certaine vitesse de rotation de l'arbre et que par contre, le déverrouillage se produit légèrement avant l'arrêt total de l'arbre. The presence of the elastic return means implies that the locking is obtained from a certain speed of rotation of the shaft and that on the other hand, the unlocking occurs slightly before the complete stopping of the shaft.
Dans ses diverses variantes de réalisation, le dispositif selon l'invention répond parfaitement aux objectifs fixés : il permet d'obtenir le verrouillage efficace d'un manchon coulissant, par des moyens mécaniques très simples, fiables, peu coûteux et peu encombrants. In its various variant embodiments, the device according to the invention perfectly meets the objectives set: it makes it possible to obtain effective locking of a sliding sleeve, by very simple, reliable, inexpensive and space-saving mechanical means.
Ce dispositif peut également être utilisé pour n'autoriser l'enclenchement d'un frein de stationnement que lorsque le véhicule est à l'arrêt. La commande de ce frein peut par exemple être liée aux moyens 16 de déplacement du manchon qui sont neutralisés lorsque le véhicule roule, rendant alors impossible l'enclenchement du frein de stationnement. This device can also be used to authorize the application of a parking brake only when the vehicle is stationary. The control of this brake can for example be linked to the means 16 for moving the sleeve which are neutralized when the vehicle is moving, thus making it impossible to engage the parking brake.
Il est à noter que dans le second mode de réalisation, en cas de tentative de déplacement du manchon 12, l'effort axial exercé par le manchon sur l'anneau déformé 110 est réparti sur toute la périphérie de la gorge 102 de l'arbre 100 conduisant à une répartition homogène des contraintes dans l'arbre. It should be noted that in the second embodiment, in the event of an attempt to move the sleeve 12, the axial force exerted by the sleeve on the deformed ring 110 is distributed over the entire periphery of the groove 102 of the shaft 100 leading to a homogeneous distribution of the stresses in the tree.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9404322A FR2718503B1 (en) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Lockable control device for a motor vehicle gearbox. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9404322A FR2718503B1 (en) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Lockable control device for a motor vehicle gearbox. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2718503A1 true FR2718503A1 (en) | 1995-10-13 |
| FR2718503B1 FR2718503B1 (en) | 1996-06-21 |
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ID=9462008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9404322A Expired - Fee Related FR2718503B1 (en) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Lockable control device for a motor vehicle gearbox. |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Also Published As
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|---|---|
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