FR2830299A1 - Automobile gearbox comprises parallel primary, output and reverse gear shafts and hollow shaft rotating freely relative to output shaft with ring dogging mechanism at end - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne une boîte de vitesses pour véhicules automobiles. The present invention relates to a gearbox for motor vehicles.
Elle se rapporte, plus particulièrement, à une boîte de vitesses, pourvue de six rapports de marche avant et d'un rapport de marche arrière. It relates, more particularly, to a gearbox, provided with six forward gears and a reverse gear.
Une telle architecture de boîte de vitesses s'avère dans bien des cas très encombrante et par conséquent difficile à intégrer dans le compartiment moteur. Such a gearbox architecture is in many cases very bulky and therefore difficult to integrate into the engine compartment.
Afin de résoudre ce problème, des synchroniseurs compacts ont été réalisés permettant ainsi de diminuer l'encombrement transversal d'une telle boîte de vitesses. Bien que les synchroniseurs compacts soient connus, ils continuent de faire l'objet de développements visant à améliorer la compacité des boîtes de vitesses de manière à permettre une meilleure intégration dans le compartiment moteur du véhicule automobile. In order to solve this problem, compact synchronizers have been produced, thus making it possible to reduce the transverse size of such a gearbox. Although compact synchronizers are known, they continue to be the subject of developments aimed at improving the compactness of the gearboxes so as to allow better integration into the engine compartment of the motor vehicle.
Ainsi, l'invention a pour but de proposer une boîte de vitesses comportant au moins un synchroniseur compact permettant d'envisager une réduction de son encombrement notamment pour des boîtes pourvues de six rapports de marche avant. The object of the invention is therefore to propose a gearbox comprising at least one compact synchronizer making it possible to envisage a reduction in its size, in particular for boxes provided with six forward gears.
A cet effet, la présente invention a pour objet une boîte de vitesses avec marche arrière synchronisée, notamment pour véhicules automobiles, comportant un arbre primaire et un arbre de sortie montés parallèlement l'un par rapport à l'autre dans le carter de boîte de vitesses et comportant plusieurs paires de pignons en prise pour passer sur un nombre correspondant de rapports de transmission de marche avant, ainsi qu'un axe de marche arrière, parallèle aux arbres primaire et de sortie, caractérisée en ce que certains pignons desdites paires sont montés fixes sur un arbre creux coaxial et libre en rotation par rapport à l'arbre de sortie et en ce que ledit arbre creux comporte au moins à l'une de ses extrémités un dispositif de crabotage destiné à permettre le crabotage de l'arbre creux soit à l'arbre de sortie, soit à un pignon monté libre en rotation sur l'arbre de sortie. To this end, the subject of the present invention is a gearbox with synchronized reverse gear, in particular for motor vehicles, comprising a primary shaft and an output shaft mounted parallel to one another in the gearbox housing. gears and comprising several pairs of pinions engaged to pass over a corresponding number of forward transmission ratios, as well as a reverse axis, parallel to the primary and output shafts, characterized in that certain pinions of said pairs are mounted fixed on a hollow shaft coaxial and free to rotate relative to the output shaft and in that said hollow shaft comprises at least at one of its ends a dog clutch device intended to allow dog clutching of the hollow shaft either to the output shaft, or to a pinion mounted to rotate freely on the output shaft.
Un autre objet de la présente invention concerne une boîte de vitesses avec marche arrière synchronisée, notamment pour véhicules automobiles, comportant un arbre primaire, un arbre intermédiaire et un arbre de sortie montés parallèlement les uns par rapport aux autres dans le carter de boîte de vitesses et comportant plusieurs paires de pignons en prise pour passer sur un nombre Another object of the present invention relates to a gearbox with synchronized reverse, in particular for motor vehicles, comprising a primary shaft, an intermediate shaft and an output shaft mounted parallel to each other in the gearbox casing and comprising several pairs of pinions engaged to pass over a number
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correspondant de rapports de transmission de marche avant ou un rapport de marche arrière, caractérisée en ce que certains pignons desdites paires sont montés fixes sur un arbre creux coaxial et libre en rotation par rapport à l'arbre intermédiaire et en ce que ledit arbre creux comporte au moins à l'une de ses extrémités un dispositif de crabotage destiné à permettre le crabotage de l'arbre creux soit à l'arbre intermédiaire, soit à un pignon monté libre en rotation sur l'arbre intermédiaire. corresponding forward gear ratio or reverse gear, characterized in that certain pinions of said pairs are fixedly mounted on a hollow shaft coaxial and free to rotate relative to the intermediate shaft and in that said hollow shaft comprises at least at one of its ends a clutch device intended to allow the clutching of the hollow shaft either to the intermediate shaft, or to a pinion mounted free in rotation on the intermediate shaft.
Suivant quelques dispositions intéressantes de l'invention appliquées à l'un ou l'autre des objets ci-dessus : - le dispositif de crabotage comprend un moyeu fixé à l'arbre et muni sur sa périphérie de cannelures aptes à coopérer avec les cannelures intérieures d'un manchon pourvu d'une gorge périphérique propre à recevoir une fourchette de commande, le moyeu étant disposé entre le pignon solidaire de l'arbre creux et le pignon monté libre en rotation sur l'arbre de sortie ; ledit manchon comporte également sur sa périphérie à proximité de la gorge et d'un côté de celle-ci, des cannelures extérieures qui assurent son engrènement avec les dentures intérieures d'une couronne d'entraînement, solidaire du premier pignon tout en permettant le déplacement axial du manchon relativement audit pignon, entre une position dite de point mort et alternativement deux positions de crabotage de ses cannelures intérieures respectivement avec la denture d'une couronne dentée de crabotage, rigidement solidaire du second pignon monté libre en rotation autour de l'arbre et avec la denture du moyeu ; - la couronne d'entraînement fait partie intégrante du premier pignon ; - le dispositif de crabotage comporte, situé de chaque côté des cannelures intérieures du manchon de crabotage et de façon adjacente à celles-ci, un synchroniseur ; - chacun des synchroniseurs comprend une bague de synchronisation centrale solidaire du second pignon ou du moyeu associé, une bague interne reposant sur une portée tronconique complémentaire, du second pignon ou du moyeu et une bague extérieure comportant des dents périphériques engagées avec jeu dans les cannelures intérieures du manchon ; - les cannelures du manchon comportent dans leur partie médiane une proéminence constituée par deux surfaces tronconiques reliées par une surface horizontale ; chacune des surfaces tronconiques forme une rampe pour la partie According to some interesting provisions of the invention applied to one or other of the above objects: - the dog clutch device comprises a hub fixed to the shaft and provided on its periphery with splines capable of cooperating with the internal splines a sleeve provided with a peripheral groove suitable for receiving a control fork, the hub being disposed between the pinion secured to the hollow shaft and the pinion mounted to rotate freely on the output shaft; said sleeve also has on its periphery near the groove and on one side thereof, external grooves which ensure its engagement with the internal teeth of a drive ring, integral with the first pinion while allowing movement axial of the sleeve relative to said pinion, between a so-called neutral position and alternately two dog clutch positions of its internal splines respectively with the teeth of a dog clutch dog clutch, rigidly secured to the second pinion mounted free to rotate around the shaft and with the toothing of the hub; - the drive ring is an integral part of the first pinion; the interconnection device comprises, located on each side of the internal splines of the interconnection sleeve and adjacent thereto, a synchronizer; each of the synchronizers comprises a central synchronization ring integral with the second pinion or the associated hub, an internal ring resting on a complementary frustoconical bearing, the second pinion or the hub and an outer ring comprising peripheral teeth engaged with play in the internal grooves sleeve; - The grooves of the sleeve have in their middle part a prominence constituted by two frustoconical surfaces connected by a horizontal surface; each of the frustoconical surfaces forms a ramp for the part
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saillante d'un jonc d'armement ;
Selon un mode de réalisation particulier, une boîte de vitesses définie dans le premier objet de l'invention est telle que l'arbre primaire comporte quatre pignons montés libres en rotation dont trois engrènent respectivement avec trois pignons fixes, solidaires de l'arbre creux, le quatrième pignon en prise avec un pignon fixe solidaire de l'axe de marche arrière qui engrène lui-même avec un pignon fixe solidaire de l'arbre de sortie ; chacun des pignons fous de l'arbre primaire est associé à un ensemble synchroniseur afin de solidariser le pignon à l'arbre primaire ; le différentiel est en prise avec un pignon fixe à l'arbre de sortie et également avec ledit pignon fou apte à être craboté avec l'arbre creux. protruding from an armament ring;
According to a particular embodiment, a gearbox defined in the first object of the invention is such that the primary shaft comprises four pinions mounted free in rotation, three of which respectively mesh with three fixed pinions, integral with the hollow shaft, the fourth pinion engaged with a fixed pinion integral with the reverse axis which meshes itself with a fixed pinion integral with the output shaft; each of the idler pinions of the primary shaft is associated with a synchronizer assembly in order to secure the pinion to the primary shaft; the differential is engaged with a pinion fixed to the output shaft and also with said idler gear capable of being clutched with the hollow shaft.
Selon un autre mode de réalisation, une boîte de vitesses définie dans le premier objet de l'invention est tel que ledit arbre creux comporte trois pignons montés fixes à celui-ci et est pourvu à chaque extrémité d'un dispositif de crabotage, chacun desdits dispositifs étant associé à un pignon monté libre en rotation sur l'arbre de sortie permettant ainsi soit le crabotage de l'arbre creux avec l'un des deux pignons, soit le crabotage de l'un des deux pignons avec l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, ces deux pignons étant en prise avec les deux pignons fixes portés par l'arbre primaire assurant ainsi le passage de deux rapports de vitesses ; l'arbre primaire porte également entre ces deux pignons fixes trois pignons montés fous associés chacun à un ensemble synchroniseur, dont deux sont en prise avec deux pignons de l'arbre creux et le troisième est en prise avec un des trois pignons montés fous sur l'axe de marche arrière et solidaires les uns des autres de manière à assurer le passage du rapport de marche arrière ; le passage de quatre rapports de marche avant est assuré par engrènement d'un second pignon fou de l'axe de marche arrière avec un des pignons de l'arbre creux afin de transmettre respectivement le rapport de vitesses et le sens à l'arbre secondaire par l'engrènement, via le troisième pignon fou de l'axe de marche arrière, à un pignon fixe sur l'arbre de sortie ; l'arbre de sortie comporte en outre un pignon fixe qui engrène avec la couronne du différentiel de manière à transmettre aux roues du véhicule les différents rapports vitesses de marche avant et arrière. According to another embodiment, a gearbox defined in the first object of the invention is such that said hollow shaft has three pinions mounted fixed thereto and is provided at each end with a dog clutch device, each of said devices being associated with a pinion mounted freely in rotation on the output shaft thus allowing either the interconnection of the hollow shaft with one of the two pinions, or the interconnection of one of the two pinions with the output shaft of the gearbox, these two pinions being in engagement with the two fixed pinions carried by the primary shaft thus ensuring the passage of two gear ratios; the primary shaft also carries between these two fixed gears three idler mounted gears each associated with a synchronizer assembly, two of which are engaged with two gears of the hollow shaft and the third is engaged with one of the three idler mounted gears on the 'reverse axis and integral with each other so as to ensure the passage of the reverse gear; the passage of four forward gears is ensured by meshing a second idler gear of the reverse axis with one of the gears of the hollow shaft in order to respectively transmit the gear ratio and the direction to the secondary shaft by meshing, via the third idler gear of the reverse axis, to a fixed gear on the output shaft; the output shaft further comprises a fixed pinion which meshes with the crown of the differential so as to transmit to the wheels of the vehicle the various forward and reverse speed ratios.
Selon encore un autre mode de réalisation, une boîte de vitesses définie dans le second objet de l'invention est telle que l'arbre primaire porte trois pignons dont un seul fixe dédié au passage du rapport de marche arrière qui engrène avec un pignon fou solidaire de l'arbre de sortie ; les deux autres pignons libres en rotation autour de l'arbre primaire sont associés à un premier According to yet another embodiment, a gearbox defined in the second object of the invention is such that the primary shaft carries three pinions including one fixed dedicated to the passage of the reverse gear which meshes with a fixed idler pinion the output shaft; the other two free pinions rotating around the primary shaft are associated with a first
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synchroniseur double et engrènent respectivement avec deux pignons solidaires de l'arbre creux ; un troisième pignon solidaire de l'arbre creux engrène avec un pignon libre en rotation sur l'arbre de sortie qui est associé à un second synchroniseur permettant ainsi de transmettre deux rapports de marche avant correspondant respectivement à l'engrènement des paires de pignons sélectionné par le premier synchroniseur ; le dispositif de crabotage de l'arbre creux permet de craboter celui-ci, soit à l'arbre intermédiaire sur lequel est monté un pignon fixe engrenant avec un pignon fixe de l'arbre de sortie, soit avec un pignon libre en rotation porté par l'arbre intermédiaire, de manière à transmettre l'un des quatre rapports de marche avant en fonction également de l'engrènement des paires de pignons sélectionnées par le premier synchroniseur. double synchronizer and mesh respectively with two pinions integral with the hollow shaft; a third pinion integral with the hollow shaft meshes with a free pinion in rotation on the output shaft which is associated with a second synchronizer thus making it possible to transmit two forward gears corresponding respectively to the meshing of the pairs of pinions selected by the first synchronizer; the interconnection device of the hollow shaft makes it possible to interconnect the latter, either at the intermediate shaft on which is mounted a fixed pinion meshing with a fixed pinion of the output shaft, or with a free pinion in rotation carried by the intermediate shaft, so as to transmit one of the four forward gears as a function also of the meshing of the pairs of pinions selected by the first synchronizer.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une architecture de boîte de vitesses compacte selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la boîte de vitesses selon l'invention dans la zone du dispositif de synchronisation monté sur l'arbre de sortie, - la figure 3 est une représentation schématique d'une seconde architecture de boîte de vitesses, et - la figure 4 est une représentation schématique d'une troisième architecture de boîte de vitesses. The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a representation schematic of a compact gearbox architecture according to the invention, - Figure 2 is a longitudinal sectional view of the gearbox according to the invention in the area of the synchronization device mounted on the output shaft, - Figure 3 is a schematic representation of a second gearbox architecture, and - Figure 4 is a schematic representation of a third gearbox architecture.
On a représenté à la figure 1, la transmission générale d'un véhicule automobile constituée d'un moteur à combustion interne M relié à l'entrée d'un embrayage E et dont la sortie de celui-ci est reliée à l'entrée d'une boîte de vitesses B. Cette dernière est reliée en sortie aux roues du véhicule, non représenté, par l'intermédiaire d'un différentiel D, afin de transmettre la puissance du moteur M. There is shown in Figure 1, the general transmission of a motor vehicle consisting of an internal combustion engine M connected to the input of a clutch E and whose output thereof is connected to the input d 'A gearbox B. The latter is connected at the output to the wheels of the vehicle, not shown, by means of a differential D, in order to transmit the power of the engine M.
La boîte de vitesses comporte, classiquement, un arbre primaire AP, qui est relié à la sortie de l'embrayage E, et un arbre de sortie AS montés parallèlement l'un par rapport à l'autre dans un carter C de la boîte de vitesses. The gearbox comprises, conventionally, a primary shaft AP, which is connected to the output of the clutch E, and an output shaft AS mounted parallel to one another in a casing C of the gearbox speeds.
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Chacun des arbres primaire AP et de sortie AS comporte une pluralité de pignons formant ainsi plusieurs paires de pignons en prise pour passer sur un nombre correspondant d'un rapport de transmission de marche avant. Chaque paire de pignons est montée sur son arbre approprié de manière à ce que le passage d'un rapport puisse s'effectuer par au moins un dispositif de synchronisation. Each of the primary shafts AP and of output AS comprises a plurality of pinions thus forming several pairs of pinions in engagement in order to pass over a corresponding number of a forward gear transmission ratio. Each pair of pinions is mounted on its appropriate shaft so that the gear can be shifted by at least one synchronization device.
La boîte de vitesses représentée à la figure 1, est pourvue de six rapports de marche avant R1, R2, R3, R4, Rs et R6 et d'un rapport de marche arrière RAR. The gearbox shown in Figure 1 is provided with six forward gear R1, R2, R3, R4, Rs and R6 and a reverse gear RAR.
Afin d'obtenir ces rapports de marche avant, l'architecture de la boîte de vitesses est composée de quatre pignons 30 à 33 montés fous-ou libre en rotation-sur l'arbre primaire AP dont trois 30 à 32 engrènent respectivement avec trois pignons fixes 1 a à 3a, solidaires d'un arbre creux monté coaxial et libre en rotation sur l'arbre de sortie AS. Le quatrième pignon 33 engrène avec un pignon fixe 34 solidaire d'un axe de marche arrière Aar parallèle aux arbres primaire AP et sortie AS de la boîte de vitesses qui engrène lui-même avec un pignon fixe 35 solidaire de l'arbre de sortie AS. Chacun des pignons fous 30 à 33 de l'arbre primaire AP est associé à un dispositif de synchronisation El, E2 classique afin de solidariser le pignon à l'arbre primaire AP. Ainsi, de manière à gagner en encombrement, l'arbre primaire AP est pourvu de deux synchroniseurs doubles E1 et E2 disposés entre deux pignons fous, comme schématisé sur la figure 1. In order to obtain these forward gears, the architecture of the gearbox is composed of four pinions 30 to 33 mounted idly-or freely rotatable-on the primary shaft AP, three of which 30 to 32 respectively mesh with three pinions fixed 1 a to 3a, integral with a hollow shaft mounted coaxially and free to rotate on the output shaft AS. The fourth pinion 33 meshes with a fixed pinion 34 secured to a reverse gear axis Aar parallel to the primary shafts AP and output AS of the gearbox which itself meshes with a fixed pinion 35 secured to the output shaft AS . Each of the idler gears 30 to 33 of the primary shaft AP is associated with a conventional synchronization device E1, E2 in order to secure the pinion to the primary shaft AP. Thus, in order to gain bulk, the primary shaft AP is provided with two double synchronizers E1 and E2 arranged between two idler gears, as shown diagrammatically in FIG. 1.
L'un 1 a des pignons de l'arbre creux AC est associé à un dispositif de crabotage E3 destiné à permettre le crabotage de l'arbre creux AC soit à l'arbre de sortie AS, soit à un pignon 36 monté libre en rotation sur l'arbre de sortie, chacun engrenant avec le différentiel D. One 1 has pinions of the hollow shaft AC is associated with a clutch device E3 intended to allow the clutching of the hollow shaft AC either to the output shaft AS, or to a pinion 36 mounted free in rotation on the output shaft, each meshing with the differential D.
Les termes dispositif de crabotage, synchroniseurs ou embrayage de synchronisation utilisés dans la suite de la description désignent une même fonction à savoir de synchronisation de vitesses par déplacement d'un manchon dans un sens au moyen d'un doigt de commande. Ainsi le synchroniseur double comporte un manchon apte à se déplacer et à synchroniser suivant les direction du déplacement du manchon
Selon la présente invention, ce dispositif de crabotage E3 comprend un moyeu 4 fixé à l'arbre de sortie AS de façon usuelle et muni sur sa périphérie de cannelures 5 aptes à coopérer avec les cannelures intérieures 6 d'un manchon 7 The terms clutch device, synchronizers or synchronization clutch used in the rest of the description designate the same function, namely speed synchronization by moving a sleeve in one direction by means of a control finger. Thus the double synchronizer comprises a sleeve able to move and to synchronize in the direction of movement of the sleeve
According to the present invention, this clutch device E3 comprises a hub 4 fixed to the output shaft AS in the usual way and provided on its periphery with splines 5 able to cooperate with the inner splines 6 with a sleeve 7
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pourvu d'une gorge 8 périphérique propre à recevoir une fourchette de commande non représentée. Ce moyeu 4 est disposé entre le pignon 1 a solidaire de l'arbre creux AC et le pignon 36 monté libre en rotation sur l'arbre de sortie AS, comme visible à la figure 2. provided with a peripheral groove 8 suitable for receiving a control fork, not shown. This hub 4 is disposed between the pinion 1 a secured to the hollow shaft AC and the pinion 36 mounted to rotate freely on the output shaft AS, as visible in FIG. 2.
Ce manchon de crabotage 7 présente la forme générale d'une couronne pouvant être déplacée axialement, c'est-à-dire parallèlement à l'arbre, par la fourchette de commande engagée dans la gorge externe 8 du manchon de crabotage 7. This clutch sleeve 7 has the general shape of a ring which can be moved axially, that is to say parallel to the shaft, by the control fork engaged in the external groove 8 of the clutch sleeve 7.
Ce manchon 7 comporte également sur sa périphérie à proximité de la gorge 8 et d'un côté de celle-ci, par exemple du côté dirigé vers le pignon 1 a, des cannelures extérieures 9 qui assurent son engrènement avec les dentures intérieures 10 d'une couronne 11, désignée couronne d'entraînement, solidaire du pignon 1 a tout en permettant le déplacement axial du manchon 7 relativement audit pignon, entre une position dite de point mort et alternativement deux positions de crabotage de ses cannelures intérieures 6 respectivement avec la denture 12 d'une couronne dentée 13, désignée couronne de crabotage, rigidement solidaire du pignon fou 36 monté libre en rotation autour de l'arbre AS et avec la denture 5 du moyeu 4, qui sera décrit plus en détail ci-après. This sleeve 7 also has on its periphery near the groove 8 and on one side thereof, for example on the side directed towards the pinion 1 a, external grooves 9 which ensure its meshing with the internal teeth 10 d a crown 11, designated drive crown, integral with the pinion 1 a while allowing the axial displacement of the sleeve 7 relative to said pinion, between a so-called neutral position and alternately two positions of interconnection of its internal grooves 6 respectively with the teeth 12 of a toothed ring 13, designated as a clutch ring, rigidly secured to the idler gear 36 mounted free to rotate around the shaft AS and with the toothing 5 of the hub 4, which will be described in more detail below.
La couronne d'entraînement 11 peut être réalisée monopièce avec le pignon 1 a associé, comme représentée ou rapportée sur celui-ci, en comportant un flasque annulaire maintenu, par exemple par soudage, en appui sur la face du pignon tournée vers le moyeu 4. The drive ring 11 can be produced in one piece with the associated pinion 1, as shown or attached thereto, by comprising an annular flange maintained, for example by welding, bearing on the face of the pinion facing the hub 4 .
Cette couronne d'entraînement 11 délimite en outre intérieurement un évidement annulaire de manière à contenir le moyeu 4. This drive ring 11 also internally delimits an annular recess so as to contain the hub 4.
Ce système de crabotage E3 peut comporter également pour chacune des deux positions de crabotage possible, c'est-à-dire accouplement du premier pignon 1 a soit avec l'arbre de sortie AS soit avec le second pignon 36, un synchroniseur S1 ou S2, par exemple dit de type Borg-Warner. This interconnection system E3 can also include, for each of the two possible interconnection positions, that is to say coupling of the first pinion 1a either with the output shaft AS or with the second pinion 36, a synchronizer S1 or S2 , for example said to be of Borg-Warner type.
Ces deux synchroniseurs S1 et S2 sont avantageusement situés de chaque côté des cannelures intérieures 6 du manchon de crabotage 7 et de façon adjacente à celles-ci. These two synchronizers S1 and S2 are advantageously located on each side of the internal splines 6 of the clutch sleeve 7 and adjacent thereto.
Chacun des synchroniseurs S1, S2 comprend une bague de synchronisation centrale 14, 14'solidaire du moyeu 4 ou du second pignon 36 Each of the synchronizers S1, S2 comprises a central synchronization ring 14, 14 ′ which is integral with the hub 4 or the second pinion 36
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qui lui est associé, une bague interne 15,15'reposant sur une portée tronconique complémentaire 15a, 15a'du moyeu 4 ou du second pignon 36 et une bague extérieure 16,16'comportant des dents périphériques 17,17' engagées avec jeu dans les cannelures intérieures 6 du manchon 7. associated therewith, an internal ring 15,15'reposant on a complementary frustoconical bearing 15a, 15a 'of the hub 4 or of the second pinion 36 and an outer ring 16,16' comprising peripheral teeth 17,17 'engaged with play in the inner grooves 6 of the sleeve 7.
Ces cannelures 6 comportent dans leur partie médiane une proéminence constituée par deux surfaces tronconiques 18 et 19 reliées par une surface horizontale 20. Chacune des surfaces tronconiques 18 et 19 forme une rampe pour la partie saillante d'un jonc d'armement 21 constitué par exemple d'un jonc élastique ouvert de façon qu'un déplacement du manchon 7 dans un sens
déterminé provoque le déplacement dans le même sens du jonc d'armement 21 correspondant et des bagues de synchronisation S 1 ou S2 associées pour engager par friction les bagues de synchronisation avec le second pignon 36 ou le moyeu 4 associé. These grooves 6 have in their middle part a prominence constituted by two frustoconical surfaces 18 and 19 connected by a horizontal surface 20. Each of the frustoconical surfaces 18 and 19 forms a ramp for the projecting part of an arming rod 21 constituted for example of an elastic ring open so that a displacement of the sleeve 7 in one direction
determined causes displacement in the same direction of the corresponding arming ring 21 and the synchronization rings S 1 or S2 associated to frictionally engage the synchronization rings with the second pinion 36 or the associated hub 4.
Le fonctionnement du dispositif de crabotage ressort déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être maintenant expliqué en relation avec la figure 2. The operation of the dog clutch device already emerges from the description which has been given above and will now be explained in relation to FIG. 2.
Lorsque le manchon de crabotage 7 est déplacé axialement vers l'un quelconque des deux sens, flèche F, par sa fourchette de commande, le jonc d'armement 21 se déplace dans le même sens que lui par les surfaces tronconiques 18 et 19 des rampes d'armement venant ainsi en contact avec le jonc 21 pour le déplacer et le comprimer axialement. When the clutch sleeve 7 is moved axially towards any one of the two directions, arrow F, by its control fork, the arming ring 21 moves in the same direction as it by the frustoconical surfaces 18 and 19 of the ramps armament thus coming into contact with the rod 21 to move it and compress it axially.
Ce déplacement du jonc 21 provoque simultanément le déplacement des bagues de synchronisation 14,15 et 16 correspondantes entraînant la surface tronconique en contact par friction sur une portée tronconique conjuguée du second pignon 36 ou du moyeu 4 permettant à ce dernier de tourner respectivement avec le premier pignon 1 a ou avec l'arbre du moyeu 4. This movement of the rod 21 simultaneously causes the displacement of the corresponding synchronization rings 14, 15 and 16 driving the frustoconical surface in friction contact on a conjugate frustoconical bearing of the second pinion 36 or of the hub 4 allowing the latter to rotate respectively with the first pinion 1 a or with the hub shaft 4.
La poursuite du déplacement axial du manchon 7 entraîne le maintien en compression du jonc élastique 21 et le crabotage des dents 6 du manchon 7 ou cannelures avec les dents 17 de la bague de synchronisation 16, permettant ainsi de synchroniser à la même vitesse de rotation le moyeu 4 et le premier pignon 1 a ou encore le premier pignon 1 a et le second pignon 36. Enfin, le manchon de crabotage 7 est déplacé jusqu'à l'engrènement des dents 6 de ce dernier avec les dents 12 de la couronne de crabotage 13 solidaire du second pignon 36 ou avec les dents 5 du moyeu 4. The continued axial movement of the sleeve 7 causes compression of the elastic ring 21 and the engagement of the teeth 6 of the sleeve 7 or splines with the teeth 17 of the synchronization ring 16, thus making it possible to synchronize at the same speed of rotation. hub 4 and the first pinion 1 a or else the first pinion 1 a and the second pinion 36. Finally, the clutch sleeve 7 is moved until the teeth 6 of the latter engage with the teeth 12 of the crown dog clutch 13 secured to the second pinion 36 or with the teeth 5 of the hub 4.
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Diverses variantes au dispositif décrit ci-dessus peuvent être prévues. Par exemple le synchroniseur peut comporter une seule bague de friction coopérant directement avec la portée tronconique du pignon ou du moyeu ; un moyen éclipsable d'armement connu autre que celui susmentionné à jonc élastique peut être interposé entre le manchon de commande et cette bague de friction. Various variants of the device described above can be provided. For example, the synchronizer may comprise a single friction ring cooperating directly with the frustoconical bearing of the pinion or of the hub; a known eclipsable arming means other than that mentioned above with an elastic ring can be interposed between the control sleeve and this friction ring.
On a représenté à la figure 3, une seconde architecture de boîte de vitesses pour véhicule automobile, présentant l'avantage de permettre le passage des rapports par le déplacement d'un seul synchroniseur. There is shown in Figure 3, a second gearbox architecture for a motor vehicle, having the advantage of allowing the passage of reports by the movement of a single synchronizer.
Afin de simplifier la description les éléments identiques au mode de réalisation décrit ci-dessus comportent les mêmes références numériques. Ainsi, sur la figure 2, certaines pièces sont affectées de plusieurs références de manière à identifier clairement leur position dans leur mode de réalisation. In order to simplify the description, the elements identical to the embodiment described above have the same reference numbers. Thus, in FIG. 2, certain parts are assigned several references so as to clearly identify their position in their embodiment.
Cette seconde architecture est de construction similaire à la première dans le sens où elle comporte un arbre primaire AP, un arbre de sortie AS et un axe de marche arrière Aar parallèles entre eux. This second architecture is of similar construction to the first in the sense that it comprises a primary shaft AP, an output shaft AS and a reverse axis Aar parallel to each other.
Ainsi, l'arbre primaire AP porte cinq pignons 40 à 44 dont trois 41 à 42 montés fous et associés chacun à un dispositif de synchronisation classique E1', E2. L'un E1'des synchroniseurs est simple tandis que l'autre E2 est double. Thus, the primary shaft AP carries five pinions 40 to 44 including three 41 to 42 mounted idly and each associated with a conventional synchronization device E1 ', E2. One E1 'of the synchronizers is simple while the other E2 is double.
Chacun de ces pignons engrène avec un second pignon monté libre soit sur l'arbre de sortie soit sur l'axe de marche arrière afin d'obtenir six rapports de transmission. Each of these pinions meshes with a second pinion mounted freely either on the output shaft or on the reverse axis in order to obtain six transmission ratios.
Cet axe de marche arrière Aar comporte selon le mode de réalisation préférentiel trois pignons 45 à 47 montés fous sur celui-ci et solidaires les uns des autres de manière à assurer d'une part le passage du rapport de marche arrière RAR par engrènement d'un 46 des pignons fous avec un 41 des pignons fous portés par l'arbre primaire AP et d'autre part le passage de quatre rapports de marche avant R1, R2, R3 et R4 par engrènement d'un second pignon 47 fou de l'axe de marche arrière avec un pignon 3a solidaire d'un arbre creux AC monté libre en rotation et coaxial à l'arbre de sortie AS afin de transmettre respectivement le rapport de vitesses et le sens à l'arbre de sortie AS par l'engrènement via le troisième pignon fou 45 de l'axe de marche arrière Aar à un pignon fixe 48 sur l'arbre de sortie AS. This Aar reverse gear axis comprises, according to the preferred embodiment, three pinions 45 to 47 mounted idly on the latter and integral with each other so as to ensure on the one hand the passage of the reverse gear ratio RAR by meshing with a 46 of the idler gears with a 41 of the idler gears carried by the primary shaft AP and on the other hand the passage of four forward gears R1, R2, R3 and R4 by meshing with a second idler gear 47 reverse axis with a pinion 3a integral with a hollow shaft AC mounted free in rotation and coaxial with the output shaft AS so as to transmit the gear ratio and the direction respectively to the output shaft AS by the engagement via the third idler gear 45 of the reverse gear Aar to a fixed gear 48 on the output shaft AS.
Cet arbre creux AC comporte en outre deux autres pignons 1 b, 2b montés This hollow shaft AC further comprises two other pinions 1b, 2b mounted
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fixes à celui-ci et est pourvu à chaque extrémité d'un dispositif de crabotage E3, E4 tel que décrit ci-dessus associé à un pignon 49,50 monté libre en rotation sur l'arbre de sortie AS permettant ainsi avantageusement soit le crabotage de l'arbre creux AC avec l'un des deux pignons 49,50 soit le crabotage de l'un des deux pignons 49,50 avec l'arbre de sortie AS de la boîte de vitesses, chacun de ces pignons engrenant avec l'un des pignons fixes 40,44 de l'arbre primaire assurant ainsi le passage des deux autres rapports de vitesses R5 et R6. Le fonctionnement des dispositifs de crabotage E3 et E4 sont identiques au précédent et ne seront pas décrit dans la suite de la description. fixed to it and is provided at each end with a clutch device E3, E4 as described above associated with a pinion 49.50 mounted free in rotation on the output shaft AS thus advantageously allowing the clutching of the hollow shaft AC with one of the two pinions 49.50 or the clutching of one of the two pinions 49.50 with the output shaft AS of the gearbox, each of these pinions meshing with the one of the fixed gears 40, 44 of the primary shaft, thus ensuring the passage of the other two gear ratios R5 and R6. The operation of the interconnection devices E3 and E4 are identical to the previous one and will not be described in the following description.
L'arbre de sortie AS comporte de manière classique un pignon fixe 51 qui engrène avec la couronne du différentiel de manière à transmettre aux roues du véhicule les rapports des différentes vitesses de marche avant et arrière. The output shaft AS conventionally comprises a fixed pinion 51 which meshes with the crown of the differential so as to transmit to the vehicle wheels the reports of the different forward and reverse speeds.
On comprend à la lecture de la description ci-dessus de l'architecture de cette seconde boîte de vitesses que celle-ci est très compacte de part l'utilisation de deux dispositifs de crabotage E3, E4 et permet avantageusement un passage de rapport de vitesses par le déplacement d'une des fourchettes de commande des synchroniseurs E1, E2 ou d'un des dispositifs de crabotage E3 ou E4. It is understood on reading the description above of the architecture of this second gearbox that it is very compact due to the use of two interconnection devices E3, E4 and advantageously allows a gear shift by moving one of the control forks of the synchronizers E1, E2 or one of the clutch devices E3 or E4.
Selon encore une autre architecture de boîte de vitesses à six rapports de marche avant et un rapport de marche arrière présentant l'avantage d'être très compacte, celle-ci est constituée de trois arbres parallèles un arbre primaire AP, un arbre intermédiaire AI et un arbre de sortie AS, comme visible sur la figure 4. According to yet another gearbox architecture with six forward gears and a reverse gear having the advantage of being very compact, it consists of three parallel shafts, a primary shaft AP, an intermediate shaft AI and an AS output shaft, as shown in Figure 4.
Dans cette configuration, l'arbre primaire AP porte trois pignons 60 à 62 dont un seul 60 fixe dédié au passage du rapport de marche arrière RAR qui engrène avec un pignon fou 63 solidaire de l'arbre de sortie, associé à un ensemble synchroniseur E2. In this configuration, the primary shaft AP carries three pinions 60 to 62 including a single fixed 60 dedicated to the passage of the reverse gear RAR which meshes with a idler pinion 63 secured to the output shaft, associated with a synchronizer assembly E2 .
Les deux autres pignons 61 et 62, libres en rotation autour de l'arbre primaire, sont associés à un synchroniseur double E1 classique et engrènent respectivement avec deux pignons 1 c et 2c solidaires d'un arbre creux AC monté libre en rotation sur l'arbre intermédiaire AI. Un troisième pignon 3c solidaire de l'arbre creux engrène avec un pignon libre 64 en rotation sur l'arbre de sortie et associé au synchroniseur double E2 permettant ainsi de transmettre l'un des deux rapports de marche avant R1 et R2 correspondant respectivement à l'engrènement des paires de pignons 62-1 c et 61-2c sélectionnées par le premier synchroniseur E 1. The other two pinions 61 and 62, free to rotate around the primary shaft, are associated with a conventional double synchronizer E1 and mesh respectively with two pinions 1 c and 2c secured to a hollow shaft AC mounted free to rotate on the AI intermediate shaft. A third pinion 3c secured to the hollow shaft meshes with a free pinion 64 in rotation on the output shaft and associated with the double synchronizer E2 thus making it possible to transmit one of the two forward gear ratios R1 and R2 corresponding respectively to the meshing of the pairs of pinions 62-1 c and 61-2c selected by the first synchronizer E 1.
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L'extrémité de cet arbre creux AC est en outre associée à un dispositif de crabotage E3 tel que décrit ci-dessus permettant avantageusement de craboter l'arbre creux soit à l'arbre intermédiaire AI sur lequel est monté un pignon fixe 65 engrenant avec un pignon fixe 66 de l'arbre de sortie, soit avec un pignon 67 libre en rotation porté par l'arbre intermédiaire AI et en prise avec un pignon 68 fixé à l'arbre de sortie, de manière à transmettre suivant la sélection de crabotage l'un des quatre rapports de marche avant Rs, R6, R3 ou R4 correspondant respectivement à l'engrènement des paires de pignons 62-1 c ou 61-2c sélectionnées par le premier synchroniseur E1. The end of this hollow shaft AC is also associated with a clutch device E3 as described above advantageously making it possible to clutch the hollow shaft either to the intermediate shaft AI on which is mounted a fixed pinion 65 meshing with a fixed pinion 66 of the output shaft, ie with a free pinion in rotation carried by the intermediate shaft AI and in engagement with a pinion 68 fixed to the output shaft, so as to transmit according to the selection of dog clutch l 'one of the four forward gear ratios Rs, R6, R3 or R4 corresponding respectively to the meshing of the pairs of pinions 62-1 c or 61-2c selected by the first synchronizer E1.
On comprend que cette architecture permet le passage de six rapports de vitesses et d'un rapport de marche arrière par deux synchroniseurs double et un dispositif de crabotage, chacun de ces trois ensembles synchroniseurs étant respectivement disposé sur l'un des trois arbres approprié offrant ainsi une réduction de l'encombrement axial de la boîte de vitesses considérable par rapport aux boîtes de vitesses à six rapports classiques. It is understood that this architecture allows the passage of six gear ratios and a reverse gear by two double synchronizers and a dog clutch device, each of these three synchronizer assemblies being respectively arranged on one of the three suitable shafts thus providing a considerable reduction in the axial dimensions of the gearbox compared to conventional six-speed gearboxes.
La commande de ces six rapports s'effectue de manière très aisée par le déplacement de la fourchette de commande du premier synchroniseur dans un sens puis la sélection du dispositif de crabotage ou du synchroniseur et le déplacement de leur fourchette respective dans un sens également. The control of these six reports is carried out very easily by moving the control fork of the first synchronizer in one direction and then selecting the dog clutch device or the synchronizer and moving their respective fork in one direction as well.
On comprend à la lecture de la description ci-dessus que l'architecture des boîtes de vitesses décrites permet, par l'emploi d'au moins un dispositif de crabotage combiné de manière adéquate avec des ensembles de synchroniseurs classiques, double ou simple, d'obtenir des fonctionnements de boîtes très simples et des passages de vitesses très rapides. De plus, ces boîtes s'avèrent très compactes par rapport aux boîtes de vitesses classiques. It will be understood from reading the description above that the architecture of the gearboxes described makes it possible, by using at least one dog clutch device suitably combined with sets of conventional synchronizers, double or single, d '' get very simple gearbox operations and very fast gear changes. In addition, these boxes are very compact compared to conventional gearboxes.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec trois modes de réalisation particuliers d'architecture de boîte elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. Although the invention has been described in connection with three particular embodiments of box architecture, it includes all the technical equivalents of the means described.
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