FR2870310A1 - Sequential gearbox for motor vehicle industry, has dog able to move longitudinally on primary shaft by gearshift lever cables for dogging successively one of pinions in its inner toothed ring gear according to desired speed ratio - Google Patents
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Abstract
Description
2870310 12870310 1
La présente invention est une nouvelle boîte de vitesses à n rapports ( n = 2 rapports ou plus) à sélection séquentielle mécanique, sans avoir nécessairement besoin d'une aide hydraulique ou électronique. The present invention is a new gearbox with n ratios (n = 2 or more ratios) with mechanical sequential selection, without necessarily needing a hydraulic or electronic assistance.
Le principe de la boîte de vitesses séquentielle actuelle, étant normalement constituée d'une boite de vitesse conventionnelle fonctionnant avec un arbre primaire, un arbre secondaire et un train fixe. Pour obtenir une sélection séquentielle des rapports il faut y adjoindre un groupe hydraulique géré électroniquement. The principle of the current sequential gearbox, normally consisting of a conventional gearbox operating with a primary shaft, a secondary shaft and a fixed gear. To obtain a sequential selection of the reports it is necessary to add an electronically managed hydraulic group.
L'arbre primaire étant l'arbre recevant le couple moteur. The primary shaft being the shaft receiving the engine torque.
L'arbre secondaire comporte les pignons tournant fou sur l'arbre, et des baladeurs 15 qui sont solidaires de l'arbre par cannelures. The secondary shaft has idler pinions on the shaft, and players 15 which are integral with the shaft flutes.
Le fonctionnement des vitesses est réalisé par le crabotage d'un des baladeurs sur l'un des pignons fous désirés de l'arbre secondaire afin de le rendre solidaire de ce dernier et d'entraîner le train fixe. The operation of the speeds is achieved by the interconnection of a walkman on one of the desired idle gears of the secondary shaft to make it integral with the latter and drive the fixed gear.
A savoir qu'il nous faut un baladeur pour la 1è"e et la 2ème vitesse, un autre pour la 20 3ème et 4ème et enfin un dernier pour la 5ème vitesse. To know that we need a walkman for the 1st and 2nd speed, another for the 20th and 4th and finally a last for the 5th speed.
Chaque crabot est déplacé à l'aide d'une fourchette elle-même coulissant sur un axe. Sachant que nous avons trois crabots, trois fourchettes, trois axes, il nous faut recourir à une grille de sélection pour pouvoir passer les rapports les uns après les autres. Pour obtenir une sélection séquentielle, donc par un mouvement longitudinal, d'avant en arrière ou d'arrière en avant il faut utiliser un dispositif extérieur à la boite de vitesse. Each dog is moved with a fork itself sliding on an axis. Knowing that we have three jaw, three forks, three axes, we need to use a selection grid to be able to switch reports one after the other. To obtain a sequential selection, therefore by a longitudinal movement, from front to back or from behind to forward, it is necessary to use a device outside the gear box.
La nouvelle boîte de vitesses séquentielle permet, selon l'invention, d'avoir une sélection mécaniquement séquentielle des différents rapports par le simple fait que l'on utilise plus qu'un seul crabot qui se déplace de façon longitudinale sur l'arbre primaire. The new sequential gearbox allows, according to the invention, to have a mechanically sequential selection of the different ratios by the simple fact that we use more than one dog that moves longitudinally on the primary shaft.
La conception de la nouvelle boîte de vitesses, a l'avantage de réduire considérablement le nombre de pièces en mouvement, l'encombrement total et surtout le coût de fabrication. The design of the new gearbox has the advantage of considerably reducing the number of moving parts, the total size and especially the cost of manufacture.
Selon le mode particulier de la réalisation: - l'arbre primaire(1) est cannelé sur toute la longueur utile au coulissement du crabot unique(2). According to the particular embodiment of the embodiment: - the primary shaft (1) is grooved over the entire length useful to the sliding of the single dog (2).
- Le crabot unique (2), en se déplaçant, grâce aux câbles de sélecteurs (9), de façon longitudinale sur les cannelures (17) de l'arbre primaire(1) , peut entraîner le pignon(3) voulu, après que leurs vitesses de rotation aient été synchronisées par les bagues de synchronisation (13), par crabotage intérieur. Le pignon (3) du rapport désiré, est ainsi rendu solidaire de l'arbre primaire(1), afin de transmettre le mouvement au train fixe (5) par le biais de sa couronne à denture hélicoïdale extérieure (15). - The single dog (2), by moving, thanks to the selector cables (9), longitudinally on the splines (17) of the primary shaft (1), can drive the pinion (3) wanted, after their rotational speeds have been synchronized by the synchronizing rings (13), by internal interconnection. The pinion (3) of the desired ratio is thus secured to the primary shaft (1), in order to transmit the movement to the fixed gear (5) through its outer helical gear crown (15).
Les dessins annexés illustrent l'invention: La planche 1 figure 1 représente en coupe, le dispositif de l'invention, en exemple n = 5. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 shows, in section, the device of the invention, for example n = 5.
La planche 2 figure 2 représente le crabot unique et une coupe, figure 3, selon a/a de la figure 2. 2 shows the single claw and a section, Figure 3, according to a / a of Figure 2.
La planche 3 figure 4 représente une bague de synchronisation et une coupe, figure 5, selon b/b de la figure 4. The board 3 FIG. 4 represents a synchronizing ring and a section, FIG. 5, according to b / b of FIG. 4.
En référence à ces dessins, la nouveauté de cette boîte de vitesses réside surtout dans le fait que l'on utilise plus qu'un seul crabot (2) baladeur. Le crabot (2) pouvant à lui seul, en crabotant avec sa couronne dentée (12), l'un des pignons (3) dans sa couronne dentée intérieure (10), engager n'importe quel rapport. With reference to these drawings, the novelty of this gearbox lies mainly in the fact that we use more than one dog clutch (2) walkman. The dog (2) alone can, by engaging with its ring gear (12), one of the pinions (3) in its inner ring gear (10), engage any ratio.
L'arbre recevant le couple moteur, étant l'arbre primaire (1), est constitué de deux parties, l'une est cannelée (17) sur toute la longueur utile au coulissement du crabot (2), l'autre partie est extérieure au carter et comporte des cannelures (18) qui permet de s'emboîter dans le moyeu du disque d'embrayage. The shaft receiving the engine torque, being the primary shaft (1), consists of two parts, one is grooved (17) over the entire length to slide the dog (2), the other part is external the housing and has splines (18) which fits into the hub of the clutch disc.
L'arbre primaire (1) est monté, dans le carter (4), sur deux roulements (19) situés de part et d'autre de la partie cannelée (17). The primary shaft (1) is mounted in the housing (4) on two bearings (19) located on either side of the fluted portion (17).
Le crabot (2) se présente comme un pignon avec une couronne à denture droite (12) sur le diamètre extérieur, toutes les dents sont usinées en pointe à gauche et à droite, pour faciliter l'engrenage dans la couronne dentée du diamètre intérieur (10) du pignon (3) souhaité. The clutch (2) is a pinion with a straight toothed ring (12) on the outer diameter, all the teeth are machined left and right in order to facilitate the gearing in the toothed ring of the inner diameter ( 10) of the desired pinion (3).
3 2870310 Dans le diamètre intérieur du crabot (2) il y a des cannelures (21) qui permettent de coulisser longitudinalement sur l'arbre primaire (1) tout en étant solidaire dans la rotation de ce dernier. 3 2870310 In the inner diameter of the dog (2) there are splines (21) which slide longitudinally on the primary shaft (1) while being integral in the rotation of the latter.
De part et d'autre de la couronne dentée (12) du diamètre extérieur du crabot (2), il y a une gorge (20) contenant une bague de synchronisation (13), retenue par un arrêt (23), la rendant ainsi solidaire dans la rotation du crabot(2). On either side of the ring gear (12) of the outer diameter of the dog (2), there is a groove (20) containing a synchronizing ring (13), retained by a stop (23), thereby rendering it integral in the rotation of the clutch (2).
Les bagues de synchronisation, (13) sont des bagues élastiques ouvertes dont la 10 section du diamètre extérieur est arrondie, pour faciliter l'engagement dans la couronne dentée (10) du diamètre intérieur des pignons (3). The synchronizing rings (13) are open elastic rings whose section of the outer diameter is rounded to facilitate engagement in the ring gear (10) of the inner diameter of the pinions (3).
Au repos les bagues de synchronisations (13) ont un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la base des dents (12) de la couronne du diamètre extérieur du crabot (2), et légèrement supérieur au diamètre de la pointe des dents (10) du diamètre intérieur des pignons (3), ce qui permet de synchroniser la vitesse de rotation du crabot (2), à l'engagement du rapport, par friction et compression de la bague, par rapport à l'un des pignons (3), juste avant le moment du crabotage. At rest the synchronization rings (13) have a diameter slightly greater than the diameter of the base of the teeth (12) of the ring of the outer diameter of the dog (2), and slightly greater than the diameter of the tip of the teeth (10) of the internal diameter of the pinions (3), which makes it possible to synchronize the speed of rotation of the dog (2), to the engagement of the ratio, by friction and compression of the ring, with respect to one of the pinions (3), just before the moment of interconnection.
Les bagues de friction (13) font aussi office de verrouillage, du fait qu'une fois que le crabot (2) est engagé dans le pignon (3), les bagues, au repos de part et d'autre de la couronne dentée (12), ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la pointe des dents (10) du diamètre intérieur du pignon (3), empêchent donc le crabot (2) de se désengager sans l'aide du sélecteur. The friction rings (13) also serve as lock, because once the dog (2) is engaged in the pinion (3), the rings, at rest on either side of the ring gear ( 12), having a diameter slightly greater than the diameter of the tip of the teeth (10) of the inner diameter of the pinion (3), thus prevent the dog clutch (2) to disengage without the aid of the selector.
De chaque côté du crabot (2), il y a un roulement (14), fixé par la cage intérieure du roulement sur l'épaulement (22), et qui permet la fixation des câbles (9) du sélecteur sur la cage extérieure du roulement (14) sans les entraîner dans la rotation du crabot (2). On each side of the dog (2), there is a bearing (14), fixed by the inner race of the bearing on the shoulder (22), and which allows the attachment of the selector cables (9) to the outer race of the bearing (14) without causing them in the rotation of the clutch (2).
Le carter (4) est constitué de deux demies coquilles pour faciliter le montage des trains de pignons. The housing (4) consists of two half shells to facilitate the assembly of gear trains.
Sur ce nouveau type de boîte de vitesse, nous n'avons plus d'arbre secondaire, mais uniquement une succession de n pignons (3), tournant librement dans le carter (4), à l'aide de roulements latéraux (11) à portée oblique. On this new type of gearbox, we no longer have a secondary shaft, but only a succession of n pinions (3), rotating freely in the housing (4), using side bearings (11) to oblique reach.
2870310 4 Les pignons (3) sont pourvus d'une couronne dentée sur le diamètre extérieur à dentures hélicoïdales (15), en prise permanentes avec les pignons du train fixe (5), et d'une couronne dans le diamètre intérieur à dentures droites (10),dont toutes les dents sont usinées en pointes, pour faciliter l'engrenage de la couronne dentée (12), du crabot (2). 2870310 4 The pinions (3) are provided with a helical ring gear on the outer diameter with helical gears (15), in permanent engagement with the gears of the fixed gear (5), and a ring in the inner diameter with straight gears (10), all teeth are machined in spikes, to facilitate the gearing of the ring gear (12), dog clutch (2).
Le train fixe (5), est un arbre qui comprend n pignons en prise permanentes avec les pignons (3.fig.1), et un pignon de sortie (6) qui entraîne le différentiel (8) par l'intermédiaire de la grande couronne (7) . The fixed gear (5), is a shaft which comprises n gear wheels in permanent engagement with the pinions (3.fig.1), and an output gear (6) which drives the differential (8) via the large gear crown (7).
Le sélecteur par câbles est composé d'une paire* de câbles spiralés (9) fixé à neuf heures et à quinze heures sur la cage extérieure des roulements (14), les deux câbles sont tendus en circuit fermé entre les deux roulements (14) situés de chaque coté du crabot (2) en passant par l'extérieur sur le dessus du carter où sera installé le pignon (16) du système de sélection. The selector cable consists of a pair * of spiral cables (9) fixed at nine o'clock and fifteen o'clock on the outer race of the bearings (14), the two cables are tensioned in a closed circuit between the two bearings (14) located on each side of the clutch (2) passing through the outside on the top of the housing where the pinion (16) of the selection system will be installed.
*pour une meilleure lisibilité il n'y a qu'un seul câble (9) représenté sur la fig.1. * for better readability there is only one cable (9) shown in fig.1.
Le pignon du système de sélection (16) est pourvu d'une denture hélicoïdale afin d'entraîner les câbles spiralés (9). The gear of the selection system (16) is provided with helical teeth to drive the spiral cables (9).
On peut imaginer plusieurs solutions, mécanique, électrique ou autre pour le fonctionnement du sélecteur. One can imagine several solutions, mechanical, electrical or other for the operation of the selector.
Le plus approprié serait un système électrique en utilisant un moteur pouvant entraîner le pignon du système de sélection (16) pour actionner les câbles (9) spiralés, pour déplacer le crabot (2) par séquences pré établies, pour monter ou descendre les rapports il suffit d'inverser les polarités, mais ceci étant extérieur à la boite de vitesse on peut laisser ça à la discrétion de chaque constructeur suivant l'utilisation qu'il veut en faire. The most appropriate would be an electrical system using a motor that can drive the pinion of the selection system (16) to actuate the cables (9) spiral, to move the clutch (2) by pre-established sequences, to go up or down reports there Just reverse the polarities, but this being external to the gearbox can be left to the discretion of each manufacturer following the use he wants to make.
Pour comprendre le fonctionnement, on a un arbre primaire (1), qui reçoit le couple moteur par l'intermédiaire du disque d'embrayage dont le moyeu est emboîté sur les cannelures (18). Sur cet arbre il y a une partie cannelée (17) sur toute la longueur utile au coulissement longitudinal du crabot (2). Ce dernier pourra, en se déplaçant de façon longitudinale, entraîner par crabotage intérieur, après avoir synchronisé leur vitesse de rotation grâce aux bagues de synchronisation (13) les différents pignons (3), l'un après l'autre. To understand the operation, there is a primary shaft (1), which receives the engine torque via the clutch disc whose hub is fitted on the flutes (18). On this shaft there is a grooved portion (17) over the entire length useful longitudinal sliding dog (2). The latter may, by moving longitudinally, drive by interlocking internal, after synchronizing their rotational speed through the synchronizing rings (13) the different gears (3), one after the other.
Le pignon (3) choisi, pourra ainsi être solidaire de l'arbre primaire (1), afin d'entraîner le pignon correspondant du train fixe (5), pour transmettre le rapport désiré du couple moteur par le pignon d'attaque (6) , qui est solidaire du train fixe, à la couronne (7) du différentiel (8). The pinion (3) chosen, can thus be secured to the primary shaft (1), in order to drive the corresponding pinion of the fixed gear (5), to transmit the desired ratio of the engine torque by the pinion gear (6). ), which is secured to the fixed gear, to the ring (7) of the differential (8).
Ce nouveau concept, qui malgré le fait que la sélection des rapports soit séquentielle mécaniquement par le déplacement longitudinal de l'unique crabot (2), évitant ainsi l'utilisation de plusieurs fourchettes, de plusieurs axes et d'une grille de sélection, n'empêche en aucun cas une optimisation de la vitesse de passage des différents rapports voir une automatisation complète, par l'adjonction d'un dispositif électronique. This new concept, which despite the fact that the selection of reports is mechanically sequential by the longitudinal displacement of the single clutch (2), thus avoiding the use of several ranges, several axes and a selection grid, n prevents in any case an optimization of the speed of passage of the different reports see a complete automation, by the addition of an electronic device.
En dernier lieu, on peut facilement imaginer ajouter un ou plusieurs rapports, tout en gardant le principe de l'unique crabot (2) coulissant sur l'arbre primaire (1) Cette boîte de vitesses selon l'invention, aura un coût de fabrication substantiellement inférieur à ce qui existe sur le marché jusqu'à aujourd'hui du fait que l'on a qu'un petit nombre de pièces en mouvement et même à usiner. On retrouve également les avantages très important qui sont le faible encombrement ainsi que le poids réduit grâce au nombre restreint de pièces, cette boîte de vitesses est particulièrement destinée à l'industrie automobile ou pour tout autre type de transmission demandant différents rapports de démultiplication. Finally, we can easily imagine adding one or more reports, while keeping the principle of the single clutch (2) sliding on the primary shaft (1) This gearbox according to the invention, will have a manufacturing cost substantially less than what exists on the market until today because we have only a small number of moving parts and even to machine. We also find the very important advantages are the small footprint and the reduced weight thanks to the limited number of parts, this gearbox is particularly intended for the automotive industry or for any other type of transmission requiring different gear ratios.
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2004
- 2004-05-17 FR FR0405358A patent/FR2870310B1/en not_active Expired - Fee Related
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