FR2726619A1 - Vehicle gearbox with two secondary shafts for use with transverse mounted engines - Google Patents

Vehicle gearbox with two secondary shafts for use with transverse mounted engines Download PDF

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Abstract

A gearbox which consists of a primary shaft (1) and two secondary shafts (2,3), all with parallel axes and the three of them supported in rotation in a housing (4). One of the shafts (1), the second (3) of the two secondary shafts, carries free running pinions (35,36) of two of the higher gear ratios. The first shaft (2) of the two, carries the reverse pinion (250) and the free running pinions (21,22,23,24) of the other gear ratios.

Description

La présente invention concerne une boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile. The present invention relates to a gearbox, in particular for a motor vehicle.

Les boîtes de vitesses traditionnelles comprennent deux arbres parallèles guidés en rotation dans un carter: un arbre pnmaire, qui est entraîné par le moteur du véhicule par l'intermédiaire d'un embrayage, et un arbre secondaire, qui entraîne les roues par l'intermédiaire d'un différentiel. Traditional gearboxes include two parallel shafts guided in rotation in a housing: a primary shaft, which is driven by the engine of the vehicle via a clutch, and a secondary shaft, which drives the wheels via of a differential.

L'arbre primaire porte un certain nombre de pignons, qui lui sont solidaires aussi bien en rotation qu'en translation. The primary shaft carries a number of pinions, which are integral with it both in rotation and in translation.

L'arbre secondaire porte un nombre identique de pignons engrenant chacun avec un pignon de l'arbre primaire. The secondary shaft carries an identical number of pinions each meshing with a pinion of the primary shaft.

Chaque jeu de pignons a un rapport de démultiplication différent, correspondant au rapport de leurs diamètres. Each set of pinions has a different gear ratio, corresponding to the ratio of their diameters.

Pour la marche arrière, les pignons engrènent indirectement l'un avec l'autre, par l'intermédiaire d'un troisième pignon qui assure l'inversion de sens du mouvement. For reverse gear, the pinions indirectly mesh with each other, via a third pinion which reverses the direction of movement.

Les pignons de l'arbre secondaire sont montés fous sur ce dernier. Des synchroniseurs, commandés par le levier de changement de vitesses, leurs sont associés, dont la fonction est d'accoupler sélectivement l'un des pignons avec l'arbre secondaire. The pinions of the secondary shaft are mounted idly on the latter. Synchronizers, controlled by the gear change lever, are associated with them, the function of which is to selectively couple one of the pinions with the secondary shaft.

Dans un type de boîte connu, notamment destiné à être placé transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, les arbres primaire et secondaire ressortent du carter par des portions d'extrémité situées du même côté. La partie dépassante de l'arbre primaire est accouplée à la sortie d'embrayage. La partie dépassante de l'arbre secondaire consiste en un pignon venant en pnse avec la couronne dentée d'entrée du différentiel. In a known type of box, in particular intended to be placed transversely with respect to the longitudinal axis of the vehicle, the primary and secondary shafts emerge from the casing by end portions located on the same side. The protruding part of the primary shaft is coupled to the clutch output. The protruding part of the secondary shaft consists of a pinion coming in pnse with the toothed crown input of the differential.

Lorsqu'on a affaire à un nombre élevé de vitesses, par exemple à une boîte à six vitesses, se pose un problème lié à l'encombrement Important de la boîte. Ce problème se pose bien sûr suivant la direction axiale de la boîte, la longueur des arbres étant d'autant plus grande que le nombre de pignons (et donc de synchroniseurs) est élevé. Il se pose aussi en direction transversale, le diamètre des pignons de l'arbre primaire étant croissant de la plus petite à la plus grande vitesse. When dealing with a high number of gears, for example a six-speed gearbox, there is a problem linked to the large size of the gearbox. This problem arises of course in the axial direction of the box, the length of the shafts being greater the higher the number of pinions (and therefore synchronizers). It also arises in the transverse direction, the diameter of the pinions of the primary shaft increasing from the smallest to the highest speed.

Un encombrement trop grand de la boîte pose des difficultés aux constructeurs automobiles pour loger dans la région périphérique de la boîte d'autres organes mécaniques, notamment pour implanter dans le châssis du véhicule les brancards absorbeurs de chocs.  Too much space in the box poses difficulties for automobile manufacturers in accommodating in the peripheral region of the box other mechanical members, in particular for installing shock absorbing stretchers in the chassis of the vehicle.

Il a de'jà été proposé des boîtes de vitesses pourvues de deux arbres secondaires parallèles en prise tous deux, par un pignon, avec la couronne du différentiel. Gearboxes already provided with two parallel secondary shafts, both engaged by a pinion, with the crown of the differential.

Chacun d'eux porte un certain nombre de pignons fous venant en prise avec un pignon de l'arbre primaire. Vus dans un plan transversal à la boîte, les axes de l'arbre primaire et des arbres secondaires sont disposés en triangle.Each of them carries a number of idler sprockets engaging a sprocket of the primary shaft. Seen in a plane transverse to the box, the axes of the primary and secondary shafts are arranged in a triangle.

Ainsi, dans la boîte à six vitesses qui fait l'objet du document
FR-A-2 605 377, l'un des deux arbres secondaires porte les pignons fous de la marche arrière et des première, deuxième et cinquième vitesses, tandis que l'autre porte les pignons fous des troisième, quatrième et sixième vitesses.
So in the six-speed gearbox that is the subject of the document
FR-A-2 605 377, one of the two secondary shafts carries the idler gears of the reverse gear and the first, second and fifth gears, while the other carries the idler gears of the third, fourth and sixth gear.

Cette boîte présente un encombrement réduit en direction axiale, mais relativement important en direction transversale. This box has a reduced size in the axial direction, but relatively large in the transverse direction.

C'est pourquoi l'invention a pour objectif de perfectionner une boîte de ce type, à deux arbres secondaires, en y positionnant les différents pignons fous de manière à obtenir une très grande compacité. This is why the invention aims to improve a box of this type, with two secondary shafts, by positioning the various idler gears therein so as to obtain a very high compactness.

Ce résultat est atteint selon l'invention grâce au fait que l'un - dit second arbre - des deux arbres secondaires porte les pignons fous des deux vitesses les plus grandes, tandis que l'autre - dit premier arbre - porte le pignon de marche arrière et les pignons fous des autres vitesses. This result is achieved according to the invention thanks to the fact that one - said second shaft - of the two secondary shafts carries the idler gears of the two largest speeds, while the other - said first shaft - carries the walking gear rear and idler gears from other gears.

Ainsi, le second arbre secondaire porte seulement les pignons fous les plus petits et a donc un encombrement réduit vers l'extérieur, par exemple vers le haut. Thus, the second secondary shaft carries only the smallest idler gears and therefore has a reduced size towards the outside, for example upwards.

Par ailleurs, dans un mode de construction particulièrement avantageux, les pignons de première et de deuxième vitesses de l'arbre primaire sont positionnés axialement dans un espace correspondant à l'intervalle séparant l'un de l'autre les deux pignons du second arbre secondaire. Grâce à cette disposition, les pignons fous de première et de deuxième vitesses (montés sur le premier arbre secondaire) sont en regard d'une région du second arbre secondaire démunie de pignon. Ils peuvent donc avoir un diamètre important. Furthermore, in a particularly advantageous mode of construction, the first and second speed pinions of the primary shaft are positioned axially in a space corresponding to the interval separating the two pinions of the second secondary shaft from one another. . Thanks to this arrangement, the idler pinions of first and second speeds (mounted on the first secondary shaft) are opposite a region of the second secondary shaft devoid of pinion. They can therefore have a large diameter.

L'invention s'applique particulièrement bien - mais non obligatoirement - à une boîte à six vitesses, dans laquelle ce sont les pignons fous des cinquième et sixième vitesses qui sont portés par le second arbre secondaire. The invention applies particularly well - but not necessarily - to a six-speed gearbox, in which the idler gears of the fifth and sixth gears are carried by the second secondary shaft.

Dans un mode de réalisation préféré, le premier pignon, côté entrée, de l'arbre primaire est le pignon de la cinquième ou de la sixième vitesse. In a preferred embodiment, the first pinion, input side, of the primary shaft is the fifth or sixth gear pinion.

Avantageusement, l'une au moins des portions d'extrémité du second arbre secondaire est guidée dans le carter au moyen d'un roulement à aiguilles. Ceci est possible grâce au fait que cet arbre - qui ne tourne qu'à vitesse élevée - est soumis à des efforts modérés, si bien que son guidage peut être réalisé dans des roulements de faible diamètre. Ainsi, on réduit encore l'encombrement transversal du carter.  Advantageously, at least one of the end portions of the second secondary shaft is guided in the casing by means of a needle bearing. This is possible thanks to the fact that this shaft - which rotates only at high speed - is subjected to moderate forces, so that its guidance can be achieved in small diameter bearings. Thus, the transverse dimensions of the casing are further reduced.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible. Other characteristics and advantages of the invention will appear from the description and the appended drawings which represent, by way of nonlimiting example, a possible embodiment.

Sur ces dessins:
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une boîte à six vitesses, le plan de coupe étant brisé selon la ligne 1-1 de la figure 3, afin de passer par les axes des deux arbres secondaires et de l'arbre primaire;
- la figure 2 est une coupe passant par les axes des deux arbres secondaires, selon la ligne 2-2 de la figure 3;
- la figure 3 est un schéma vu transversalement, destiné à montrer la disposition relative des différents axes, et à illustrer l'encombrement transversal de la boîte.
In these drawings:
- Figure 1 is a longitudinal sectional view of a six-speed gearbox, the cutting plane being broken along line 1-1 of Figure 3, in order to pass through the axes of the two secondary shafts and the shaft primary;
- Figure 2 is a section through the axes of the two secondary shafts, along line 2-2 of Figure 3;
- Figure 3 is a diagram seen transversely, intended to show the relative arrangement of the different axes, and to illustrate the transverse dimensions of the box.

Sur les figures, L'arbre primaire 1, le premier arbre secondaire 2 et le second arbre secondaire 3 ont des axes parallèles horizontaux, respectivement désignés
X1, X2 et X3.
In the figures, the primary shaft 1, the first secondary shaft 2 and the second secondary shaft 3 have horizontal parallel axes, respectively designated
X1, X2 and X3.

Ils sont guidés dans le carter 4 par des roulements appropriés. Le carter 4 est fixé au carter d'embrayage 5. They are guided in the casing 4 by suitable bearings. The housing 4 is fixed to the clutch housing 5.

L'arbre 1 ressort du carter par une portion d'extrémité 100 destinée à être accouplée, de manière connue, à l'arbre de sortie de l'embrayage (non représenté). The shaft 1 emerges from the casing by an end portion 100 intended to be coupled, in a known manner, to the output shaft of the clutch (not shown).

Les arbres 2 et 3 ressortent du carter par des portions dentées 200, 300, toutes deux en prise avec la couronne dentée 60 du différentiel 6. The shafts 2 and 3 emerge from the casing by toothed portions 200, 300, both of which engage with the toothed crown 60 of the differential 6.

La figure 3 montre la disposition spatiale relative des axes X1, X2, X3, et de l'axe X de la couronne 60. FIG. 3 shows the relative spatial arrangement of the axes X1, X2, X3, and the X axis of the crown 60.

De son extrémité d'entrée (côté de l'extrémité 100) vers l'autre extrémité, référencée 101, L'arbre 1 porte un pignon de cinquième vitesse 15, un pignon de première vitesse 11, un pignon de marche arrière 10, un pignon de deuxième vitesse 12, un pignon de sixième vitesse 16, un pignon de troisième vitesse 13 et un pignon de quatrième vitesse 14. From its entry end (end side 100) to the other end, referenced 101, The shaft 1 carries a fifth speed gear 15, a first speed gear 11, a reverse gear 10, a second speed pinion 12, sixth speed pinion 16, third speed pinion 13 and fourth speed pinion 14.

Les pignons 11, 10, 12 et 16 sont directement taillés dans l'arbre. Les deux autres 13, 14, sont rapportés sur l'arbre 1, et y sont immobilisés à la fois en rotation et en translation. The pinions 11, 10, 12 and 16 are directly cut in the tree. The other two 13, 14 are attached to the shaft 1, and are immobilized therein both in rotation and in translation.

Les pignons 13 et 14 sont formés dans la même pièce tubulaire. The pinions 13 and 14 are formed in the same tubular part.

L'arbre 2 est percé longitudinalement d'une ouverture centrale permettant sa lubrification. The shaft 2 is pierced longitudinally with a central opening allowing its lubrication.

Il porte, de l'extrémité 200 à l'extrémité opposée 201, un pignon fou de première vitesse 21, engrenant avec le pignon 1 1; un pignon 250 de marche arrière ; un pignon fou 22 de seconde vitesse, engrenant avec le pignon 12 ; un pignon fou 23 de troisième vitesse engrenant avec le pignon 13 ; un pignon fou 24 de quatrième vitesse engrenant avec le pignon 14. It carries, from the end 200 to the opposite end 201, a first speed idler gear 21, meshing with the gear 1 1; a reverse gear 250; a second pinion idler 22, meshing with the pinion 12; a third speed idler gear 23 meshing with the gear 13; a fourth speed idler gear 24 meshing with the gear 14.

Il porte également deux synchroniseurs doubles 25, 26, intercalés respectivement entre les pignons 21, 22 et les pignons 23, 24. It also carries two double synchronizers 25, 26, interposed respectively between the pinions 21, 22 and the pinions 23, 24.

Leur fonction, bien connue, est de solidariser sélectivement l'un des pignons avec l'arbre secondaire 2 en fonction de la position du levier de vitesses. Their well-known function is to selectively secure one of the pinions to the secondary shaft 2 as a function of the position of the gear lever.

De manière également connue, la liaison des pignons de marche arrière 10 et 250 se fait par l'intermédiaire d'un pignon inverseur de sens R, illustré seulement à la figure 3. In a manner also known, the connection of the reverse gears 10 and 250 takes place by means of a reversing pinion of direction R, illustrated only in FIG. 3.

Il est à noter que, dans le mode de réalisation représenté, le pignon de marche arrière 250 est porté par le synchroniseur 25 et en est solidaire ; c'est le pignon intermédiaire R qui est monté fou. It should be noted that, in the embodiment shown, the reverse gear 250 is carried by the synchronizer 25 and is integral therewith; it is the intermediate pinion R which is mounted idler.

L'arbre 3 a une longueur plus petite que les arbres 1 et 2. A son extrémité 301 opposée au pignon 300, il est guidé dans le carter par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 7. A ce niveau, le carter présente une paroi décrochée 40, car il a une dimension axiale plus faible que celle du reste du carter. Ceci libère un espace E pouvant recevoir des organes mécaniques dans cette région. The shaft 3 has a shorter length than the shafts 1 and 2. At its end 301 opposite the pinion 300, it is guided in the casing by means of a needle bearing 7. At this level, the casing has an unhooked wall 40, because it has a smaller axial dimension than that of the rest of the casing. This frees up a space E which can receive mechanical organs in this region.

L'arbre 3, également creux, présente depuis son côté d'entrée (du côté du pignon 300) vers l'extrémité 301, un pignon fou de cinquième vitesse 35, porté par un manchon 30, un synchroniseur double 32, et un pignon fou de sixième vitesse 36 porté par un manchon 31. The shaft 3, also hollow, has from its input side (on the side of the pinion 300) towards the end 301, a fifth gear idler 35, carried by a sleeve 30, a double synchronizer 32, and a pinion sixth speed idler 36 carried by a sleeve 31.

Les pignons 35, 36 engrènent respectivement avec les pignons 15 et 16 de l'arbre primaire 1. The pinions 35, 36 mesh respectively with the pinions 15 and 16 of the primary shaft 1.

Le synchroniseur 32 sert à solidariser sélectivement en rotation l'un ou l'autre des pignons fous 35, 36 avec l'arbre 3. The synchronizer 32 serves to selectively secure one of the idler pinions 35, 36 in rotation with the shaft 3.

Ainsi, lorsque la marche arrière ou l'une des quatre premières vitesses est actionnée, l'arbre 2 est mené et entraîne à son tour le différentiel 6, par l'intermédiaire du pignon 200 et de la couronne 60. Thus, when reverse gear or one of the first four gears is actuated, the shaft 2 is driven and in turn drives the differential 6, by means of the pinion 200 and the crown 60.

Lorsque la cinquième ou la sixième vitesse est actionnée, c'est l'arbre 3 qui est mené et entraîne le différentiel, via le pignon 300 et la même couronne 6. Cet arbre 3 tourne à grande vitesse, mais transmet un couple modéré. C' est pourquoi un roulement de faible diamètre, tel que le roulement à aiguilles 7, suffit pour supporter la portion d'extrémité 301. Dans cette zone, la paroi du carter peut donc être conformée pour être proche de l'axe X3, sous un encombrement réduit. When the fifth or sixth speed is actuated, it is the shaft 3 which is driven and drives the differential, via the pinion 300 and the same crown 6. This shaft 3 rotates at high speed, but transmits a moderate torque. This is why a bearing of small diameter, such as the needle bearing 7, is sufficient to support the end portion 301. In this zone, the wall of the casing can therefore be shaped to be close to the axis X3, under reduced overall dimensions.

A l'observation de la figure 1, on comprend que par leurs positions respectives en direction axiale, les différents pignons s'imbriquent judicieusement les uns entre les autres. Ainsi, les plus grands pignons fous 21, 22 et le pignon 250 de marche arrière de l'arbre 2 s'insèrent entre les deux plus grands pignons 15 et 16 de l'arbre 1. By observing FIG. 1, it can be understood that by their respective positions in the axial direction, the different pinions judiciously overlap each other. Thus, the largest idler pinions 21, 22 and the reverse gear pinion 250 of the shaft 2 are inserted between the two largest pinions 15 and 16 of the shaft 1.

Une gorge appropriée ménagée dans le manchon 30 en regard du pignon 21 permet de rapprocher l'un de l'autre les axes X2 et X3 bien plus qu'avec les dispositions traditionnelles.A suitable groove made in the sleeve 30 facing the pinion 21 makes it possible to bring the axes X2 and X3 closer to each other much more than with the traditional arrangements.

Ce rapprochement n'est pas contrarié par l'arbre primaire, dont les grands pignons 15 et 16 se positionnent à l'extérieur des pignons 21, 22, en regard de leurs moyeux de faible diamètre. This approximation is not thwarted by the primary shaft, whose large pinions 15 and 16 are positioned outside the pinions 21, 22, opposite their hubs of small diameter.

Ceci permet d'obtenir pour le carter un encombrement transversal réduit. This makes it possible to obtain a reduced transverse size for the casing.

En direction axiale, la boîte de vitesses a un encombrement un peu supérieur à celui d'une boîte classique à quatre vitesses, le surplus de longueur correspond seulement à la présence des pignons 15 et 16 sur l'arbre primaire. In the axial direction, the gearbox takes up a little more space than a conventional four-speed gearbox, the excess length corresponds only to the presence of the pinions 15 and 16 on the primary shaft.

Le surplus d'encombrement transversal dû à la présence du second arbre secondaire, illustré à la figure 3, est également limité. Elle montre que le volume qui déborde vers le haut par rapport à une boîte classique - dont le carter est référencé 4' - est relativement faible.  The excess transverse dimensions due to the presence of the second secondary shaft, illustrated in FIG. 3, is also limited. It shows that the volume which projects upwards compared to a conventional box - whose casing is referenced 4 '- is relatively small.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile, qui comporte un arbre primaire (1) et deux arbres secondaires (2, 3) à axes parallèles, tous trois guidés en rotation dans un carter (4), caractérisée par le fait que l'un (3) - dit second arbre - des deux arbres secondaires porte les pignons fous (35, 36) des deux vitesses les plus grandes, tandis que l'autre (2) - dit premier arbre - porte le pignon (250) de marche arrière et les pignons fous (21, 22, 23, 24) des autres vitesses. 1. Gearbox, in particular for a motor vehicle, which comprises a primary shaft (1) and two secondary shafts (2, 3) with parallel axes, all three guided in rotation in a casing (4), characterized in that l 'one (3) - said second shaft - of the two secondary shafts carries the idler gears (35, 36) of the two largest speeds, while the other (2) - said first shaft - carries the pinion (250) of reverse and the idler gears (21, 22, 23, 24) of the other gears. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les pignons de première et deuxième vitesses (11, 12) de l'arbre primaire (1) sont positionnés axialement dans un espace correspondant à l'intervalle séparant les deux pignons fous (35, 36) du second arbre secondaire (3). 2. Gearbox according to claim 1, characterized in that the first and second gear pinions (11, 12) of the primary shaft (1) are positioned axially in a space corresponding to the interval separating the two pinions nuts (35, 36) of the second secondary shaft (3). 3. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle est à six vitesses, et que le second arbre secondaire (3) porte les pignons fous (35, 36) des cinquième et sixième vitesses. 3. Gearbox according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is six-speed, and that the second secondary shaft (3) carries the idler gears (35, 36) of the fifth and sixth speeds . 4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le premier pignon sur le côté d'entrée de l'arbre primaire est le pignon (15) de la cinquième ou de la sixième vitesse. 4. Gearbox according to claim 3, characterized in that the first pinion on the input side of the primary shaft is the pinion (15) of the fifth or sixth gear. 5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'une au moins (301) des portions d'extrémité du second arbre secondaire (3) est guidée dans le carter (3) au moyen d'un roulement à aiguilles (7).  5. Gearbox according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one (301) of the end portions of the second secondary shaft (3) is guided in the housing (3) by means a needle bearing (7).
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