FR3072439B1 - MOTOR VEHICLE GEARBOX COMPRISING A FORK BLOCK IN THE DEADPOINT POSITION - Google Patents
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Abstract
Boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant une fourchette (2) de commande d'un manchon de synchronisation (6), coulissant axialement sur une tige de guidage (4), et un pignon intermédiaire de marche arrière (14) commandé par un levier (12) le déplaçant pour l'engager sur un pignon formé sur ce manchon de synchronisation (6), cette boîte étant remarquable en ce que la tige de guidage (4) comporte sur un côté un creux, en ce que la fourchette (2) comporte un perçage recevant un doigt de blocage (30) pouvant s'ajuster dans ce creux dans la position de point mort de la fourchette (2), et en ce que le levier (12) comporte une came (26) agissant sur le doigt de blocage (30) dans la position de marche arrière.Motor vehicle gearbox comprising a fork (2) for controlling a synchronizing sleeve (6), sliding axially on a guide rod (4), and a reverse intermediate gear (14) controlled by a lever ( 12) moving it to engage it on a pinion formed on this synchronizing sleeve (6), this box being remarkable in that the guide rod (4) has on one side a hollow, in that the fork (2) comprises a bore receiving a locking pin (30) which can fit in this recess in the neutral position of the fork (2), and in that the lever (12) has a cam (26) acting on the finger lock (30) in the reverse position.
Description
BOITE DE VITESSES DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN BLOCAGE DE FOURCHETTE DANS LA POSITION DE POINT MORTMOTOR VEHICLE GEARBOX COMPRISING A FORK BLOCK IN THE DEADPOINT POSITION
La présente invention concerne une boîte de vitesses pour un véhicule automobile, et un véhicule automobile équipé d’une telle boîte de vitesses.The present invention relates to a gearbox for a motor vehicle, and a motor vehicle equipped with such a gearbox.
Les boîtes de vitesses de véhicules automobiles à commande manuelle comportent généralement un arbre primaire relié par un embrayage au moteur thermique, et un arbre secondaire parallèle entraînant les roues motrices du véhicule par un différentiel.Manual motor vehicle gearboxes generally include a primary shaft connected by a clutch to the engine, and a parallel secondary shaft driving the drive wheels of the vehicle by a differential.
Chaque rapport de vitesse de marche avant comporte un couple de pignon comprenant un pignon fixe porté par un des arbres, et un pignon libre porté par l’autre arbre, qui peut être engagé par un dispositif de synchronisation et de crabotage coulissant axialement sur l’arbre le portant.Each forward gear ratio comprises a gear pair comprising a fixed gear carried by one of the shafts, and a free gear carried by the other shaft, which can be engaged by a synchronization and interconnection device sliding axially on the shaft. tree carrying it.
Un type de boîte de vitesses connu, présenté notamment par le document EP-A1-1022495, réalise une marche arrière à partir de deux pignons solidaires chacun d’un des deux arbres parallèles, et d’un pignon baladeur intermédiaire de marche arrière restant constamment en prise avec un des pignons, et coulissant sur son axe pour engrener avec l’autre pignon.A known type of gearbox, presented in particular by the document EP-A1-1022495, performs a reverse gear from two pinions secured each of one of the two parallel shafts, and an intermediate sliding gear rearward constantly remaining engaged with one of the pinions, and sliding on its axis to mesh with the other pinion.
En particulier pour ces deux pignons il est connu de disposer un pignon récepteur sur le contour extérieur du manchon de synchronisation installé sur l’arbre secondaire entre les pignons libres du premier et du deuxième rapport de marche avant. Le pignon intermédiaire de marche arrière restant constamment en prise avec un pignon fixe de l’arbre primaire, coulisse sur son axe pour s’engager sur le pignon récepteur de ce manchon de synchronisation.In particular for these two gears it is known to have a pinion receiver on the outer contour of the synchronizing sleeve installed on the secondary shaft between the free gears of the first and second forward gear. The intermediate reverse gear remaining constantly in engagement with a fixed gear of the primary shaft, slides on its axis to engage the pinion receiver of the synchronization sleeve.
Chaque manchon de synchronisation est commandé par une fourchette coulissant parallèlement à l’axe des arbres, comprenant deux bras engagés dans une gorge circulaire extérieure du manchon pour le déplacer.Each synchronizing sleeve is controlled by a fork sliding parallel to the axis of the shafts, comprising two arms engaged in an outer circular groove of the sleeve to move it.
Par la suite, par convention la direction des arbres primaire et secondaire est appelée direction axiale, la direction perpendiculaire étant appelée direction transversale.Subsequently, by convention, the direction of the primary and secondary shafts is called the axial direction, the perpendicular direction being called transverse direction.
Un type de système de commande connu pour ces boîtes de vitesses, présenté notamment par le document FR-A1-2875886, comporte un arbre de commande disposé transversalement, qui coulisse suivant son axe pour sélectionner une fourchette en engageant un doigt lié à cet arbre dans une rainure d’une crosse reliée à la fourchette.A known type of control system for these gearboxes, presented in particular by the document FR-A1-2875886, comprises a control shaft arranged transversely, which slides along its axis to select a fork by engaging a finger connected to this shaft in a groove of a butt connected to the fork.
Ensuite l’arbre de commande est entraîné en rotation d’un côté ou de l’autre pour faire coulisser axialement la fourchette sélectionnée, et engager l’un des rapports de chaque côté du manchon déplacé.Then the drive shaft is rotated from one side or the other to axially slide the selected fork, and engage one of the ratios on each side of the shifted sleeve.
Une clé d’interverrouillage disposée autour des crosses des fourchettes non sélectionnées, comporte des bossages venant de chaque côté de ces crosses afin d’empêcher leurs coulissements, et d’éviter un passage simultané de plusieurs rapports de vitesse.An interlocking key disposed around the butts of the unselected forks, has bosses coming from each side of these sticks to prevent their sliding, and to avoid a simultaneous passage of several gear ratios.
Toutefois ce type de commande de marche arrière peut poser des problèmes car le manchon de synchronisation recevant le couple du pignon intermédiaire de marche arrière, peut avec la transmission d’un couple se déplacer axialement légèrement, en générant un petit frottement sur le synchroniseur se trouvant du côté de ce déplacement.However, this type of reversing control can cause problems because the synchronizing sleeve receiving the torque of the intermediate reverse gear, can with the transmission of a torque move axially slightly, generating a small friction on the synchronizer lying on the side of this displacement.
En particulier le système de dentures intérieures du manchon de synchronisation prévu pour transmettre le couple, comportant sur les côtés de ces dentures des angles formant un dispositif anti-lâcher empêchant le retrait de ce manchon lors du passage du couple, pour éviter un dégagement accidentel du rapport de vitesse engagé, peut causer ce décalage du manchon.In particular the system of internal teeth of the synchronizing sleeve provided for transmitting torque, having on the sides of these teeth angles constituting an anti-release device preventing the withdrawal of this sleeve during the passage of torque, to prevent accidental release of the speed ratio engaged, can cause this shift of the sleeve.
On obtient un léchage des cônes de synchronisation du côté du décalage du manchon, qui peut user le synchroniseur, le faire chauffer, et finir par le détruire.A licking of the synchronization cones is obtained on the side of the shift of the sleeve, which can use the synchronizer, heat it, and eventually destroy it.
Ce dernier document présente un basculeur pivotant d’engagement de la marche arrière, qui lorsque cette marche arrière est engagée comporte une encoche recevant une patte liée à la fourchette d’engagement du premier et du deuxième rapport, pour bloquer sa position et éviter le déplacement de leur manchon de synchronisation.This latter document has a pivoting reversing engagement rocker, which when this reverse gear is engaged comprises a notch receiving a tab connected to the engagement fork of the first and second gear, to block its position and avoid displacement of their synchronization sleeve.
Cependant ce système additionnel de blocage du manchon de synchronisation agit par des pièces intermédiaires sur la fourchette de commande de ce manchon, ce qui entraîne des jeux qui permettent quand même un petit mouvement du manchon. Il reste un risque de léchage dans un synchroniseur, entraînant une usure qui peut causer des bruits lors de l’engagement du rapport correspondant.However, this additional locking system of the synchronizing sleeve acts by intermediate parts on the control fork of this sleeve, resulting in games that still allow a small movement of the sleeve. There is still a risk of licking in a synchronizer, causing wear that can cause noises when engaging the corresponding gear.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.The present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art.
Elle propose à cet effet une boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant une fourchette de commande d’un manchon de synchronisation, coulissant axialement sur une tige de guidage, et un pignon intermédiaire de marche arrière commandé par un levier le déplaçant pour l’engager sur un pignon formé sur ce manchon de synchronisation, cette boîte de vitesses étant remarquable en ce que la tige de guidage comporte sur un côté un creux, en ce que la fourchette comporte un perçage recevant un doigt de blocage pouvant s’ajuster dans ce creux dans la position de point mort de la fourchette, et en ce que le levier comporte une came agissant sur le doigt de blocage dans la position de marche arrière.It proposes for this purpose a motor vehicle gearbox comprising a control fork of a synchronizing sleeve, sliding axially on a guide rod, and a reverse gear intermediate controlled by a lever moving it to engage it on a pinion formed on this synchronizing sleeve, this gearbox being remarkable in that the guide rod comprises on one side a hollow, in that the fork comprises a bore receiving a locking pin which can fit into this hollow in the neutral position of the fork, and in that the lever has a cam acting on the locking finger in the reverse position.
Un avantage de cette boîte de vitesses est qu’en plus de la clé d’interverrouillage pouvant limiter le déplacement de la fourchette avec un certain jeu, l’action du levier de commande de marche arrière sur le doigt de blocage directement guidé dans le perçage de la fourchette, en l’engageant sur le creux de la tige de guidage, bloque la fourchette sur cette tige sans passer par des composants intermédiaires.An advantage of this gearbox is that in addition to the interlocking key that can limit the movement of the fork with a certain clearance, the action of the reverse control lever on the locking pin directly guided in the drilling the fork, by engaging on the hollow of the guide rod, blocks the fork on this rod without passing through intermediate components.
On obtient de manière simple et économique, avec peu de modifications de systèmes de commande existants, un blocage avec un jeu très réduit pouvant assurer un positionnement précis du manchon de synchronisation déplacé par cette fourchette, ce qui évite un contact des cônes de synchronisation de ce manchon, ainsi qu’une usure de ces cônes.In a simple and economical way, with few modifications of existing control systems, a blocking with a very small clearance can be obtained which can ensure a precise positioning of the synchronization sleeve displaced by this fork, which avoids a contact of the synchronization cones of this sleeve, as well as wear of these cones.
La boîte de vitesses selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.The gearbox according to the invention may furthermore comprise one or more of the following characteristics, which may be combined with each other.
Avantageusement, le creux de la tige de guidage est une rainure circulaire autour de cette tige. De cette manière un indexage de la position angulaire de cette tige n’est pas nécessaire.Advantageously, the hollow of the guide rod is a circular groove around this rod. In this way an indexing of the angular position of this rod is not necessary.
Avantageusement, le doigt de blocage forme une tige aux extrémités arrondies.Advantageously, the locking finger forms a rod with rounded ends.
Avantageusement, le doigt de blocage comporte un ressort de rappel qui tend à le sortir du creux de la tige de guidage. Le ressort de rappel évite un engagement du doigt de blocage dans le creux de la tige quand la came ne l’actionne pas.Advantageously, the locking finger comprises a return spring which tends to come out of the hollow of the guide rod. The return spring avoids engagement of the locking finger in the hollow of the rod when the cam does not actuate.
Dans ce cas, le ressort de rappel peut être un ressort hélicoïdal entourant le doigt de blocage.In this case, the return spring may be a helical spring surrounding the locking finger.
En particulier, le levier peut comporter un pivot présentant un axe perpendiculaire à l'axe de la tige de guidage.In particular, the lever may comprise a pivot having an axis perpendicular to the axis of the guide rod.
Dans ce cas, avantageusement le doigt de blocage coulisse parallèlement à l’axe de la tige de guidage.In this case, advantageously the locking finger slides parallel to the axis of the guide rod.
Avantageusement, la came comporte dans la position de point mort une partie droite parallèle à l’axe de la tige de guidage, recevant l’appui du doigt de blocage.Advantageously, the cam comprises in the neutral position a straight portion parallel to the axis of the guide rod, receiving the support of the locking finger.
Avantageusement, la came comporte un bossage disposé dans une direction tangentielle par rapport à l’axe de pivotement, prenant appui sur le doigt de blocage quand la marche arrière est engagée. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’une boîte de vitesses comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d’une commande d’une boîte de vitesses selon l’art antérieur ; - les figures 2a et 2b présentent respectivement en vue de dessus et en vue de côté, une commande d’une boîte de vitesses selon l’invention dans la position de point mort ; - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe du doigt de blocage de cette commande dans la position de point mort, respectivement suivant le plan de coupe lll-lll et IV-IV. - Les figures 5a et 5b présentent respectivement en vue de dessus et en vue de côté cette commande dans la position de marche arrière ; et - la figure 6 présente en coupe axiale un doigt de commande selon une variante.Advantageously, the cam comprises a boss disposed in a tangential direction relative to the pivot axis, bearing on the locking finger when the reverse gear is engaged. The invention also relates to a motor vehicle equipped with a gearbox comprising any one of the preceding features. The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example and in a nonlimiting manner, with reference to the appended drawings, in which: FIG. a view of a control of a gearbox according to the prior art; - Figures 2a and 2b respectively show in top view and in side view, a control of a gearbox according to the invention in the neutral position; - Figures 3 and 4 are sectional views of the locking finger of this control in the neutral position, respectively along the section plane III-III and IV-IV. - Figures 5a and 5b respectively show in top view and in side view this control in the reverse position; and - Figure 6 shows in axial section a control finger according to a variant.
La figure 1 présente une fourchette 2 guidée par une tige axiale 4, déplaçant axialement un manchon de synchronisation 6 pour engager alternativement un pignon du premier rapport 10 ou un pignon du deuxième rapport 8, avec un arbre secondaire portant ces pignons.Figure 1 shows a fork 2 guided by an axial rod 4, axially moving a synchronizing sleeve 6 to alternately engage a gear of the first gear 10 or a pinion of the second gear 8, with a secondary shaft carrying these pinions.
Un levier de marche arrière 12 pivotant autour d’un axe transversal A, comporte à son extrémité une rainure recevant de manière ajustée un pignon de marche arrière mobile 14 déplacé axialement, qui lors du passage de la marche arrière est engagé sur un pignon extérieur à denture droite du manchon de synchronisation 6.A reverse lever 12 pivoting about a transverse axis A, has at its end a groove fittingly receiving a movable reverse gear 14 axially displaced, which during the passage of the reverse gear is engaged on an outer gear to right tooth of the synchronization sleeve 6.
Le levier 12 et la fourchette 2 comportent chacun une rainure 16, ces rainures étant superposées afin de recevoir un doigt de passage qui coulisse transversalement pour sélectionner l’un ou l’autre de ces moyens de passage. Une clé d’interverrouillage non représentée, coulissant aussi transversalement, bloque le moyen de passage qui n’est pas sélectionné afin d’éviter un engagement simultané de deux rapports.The lever 12 and the fork 2 each comprise a groove 16, these grooves being superimposed to receive a passage finger which slides transversely to select one or other of these passage means. An interlocking key not shown, also sliding transversely, blocks the passage means which is not selected to prevent a simultaneous engagement of two reports.
Les figures 2a, 2b, 3 et 4 présentent le pignon fixe du premier rapport 18 et celui du deuxième rapport 20, montés sur l’arbre primaire qui passe en dessous du levier de marche arrière 12. L’arbre primaire porte aussi un pignon fixe à denture droite 22 disposé entre le pignon fixe du premier rapport 18 et celui du deuxième rapport 20, engagé en permanence avec le pignon de marche arrière mobile 14. De cette manière en engageant le rapport de marche arrière, on transmet le mouvement de l’arbre primaire à l’arbre secondaire sans inverser le sens de rotation.FIGS. 2a, 2b, 3 and 4 show the fixed gear of the first gear 18 and that of the second gear 20, mounted on the primary shaft passing under the reverse lever 12. The main shaft also carries a fixed gear with a right toothing 22 arranged between the fixed gear of the first gear 18 and that of the second gear 20, permanently engaged with the movable reverse gear 14. In this way, by engaging the gear ratio, the gear movement is transmitted. primary shaft to the secondary shaft without reversing the direction of rotation.
La fourchette 2 comporte un manchon engagé autour de la tige de guidage 4 pour réaliser son guidage, comprenant un perçage transversal parallèle à l’axe de pivotement A, recevant de manière ajustée un doigt de blocage 30 formant une tige présentant des extrémités arrondies.The fork 2 comprises a sleeve engaged around the guide rod 4 to carry out its guide, comprising a transverse bore parallel to the pivot axis A, fittingly receiving a locking pin 30 forming a rod having rounded ends.
La tige 4 comporte une rainure circulaire transversale 24 pouvant recevoir une extrémité arrondie du doigt de blocage 30 quand la fourchette 2 coulisse axialement pour aligner ce doigt sur cette rainure, de manière à réaliser un blocage de la fourchette dans cette position.The rod 4 comprises a transverse circular groove 24 which can receive a rounded end of the locking finger 30 when the fork 2 slides axially to align the finger on the groove, so as to achieve a locking of the fork in this position.
Le levier de marche arrière 12 comporte une came 26 formée par une patte réalisée en tôle emboutie, disposée dans un plan perpendiculaire à l’axe A du levier 2, venant au-dessus du doigt de blocage 30.The reverse lever 12 comprises a cam 26 formed by a tab made of pressed sheet metal, arranged in a plane perpendicular to the axis A of the lever 2, coming above the locking pin 30.
La came 26 comporte dans un plan de coupe lll-lll parallèle à l’axe B de la tige 4, présenté figure 3, un profil parallèle à cet axe. La marche arrière n’étant pas engagée, la fourchette 2 peut coulisser axialement pour engager le premier ou le deuxième rapport de vitesse, son doigt de blocage 30 n’étant pas déplacé par la came 26.The cam 26 has in a cutting plane III-III parallel to the axis B of the rod 4, shown in Figure 3, a profile parallel to this axis. Since the reverse gear is not engaged, the fork 2 can slide axially to engage the first or second gear ratio, its locking pin 30 not being displaced by the cam 26.
La came 26 comporte dans un plan de coupe IV-IV présenté figure 4, formant un angle d’environ 80° avec le plan de coupe lll-lll, un bossage 32 disposé dans une direction tangentielle par rapport à l’axe de pivotement A, qui dans la position de point mort laisse le doigt de blocage 30 reculé.The cam 26 comprises in a sectional plane IV-IV shown in FIG. 4, forming an angle of about 80 ° with the plane of section III-III, a boss 32 arranged in a direction tangential to the pivot axis A. , which in the neutral position leaves the blocking finger 30 back.
Les figures 5a et 5b présentent l’engagement de la marche arrière. La came 26 pivotant avec le levier 12, son bossage 32 se déplace suivant la flèche F tangente par rapport à l’axe de pivotement A, et vient appuyer sur le doigt de blocage 30 pour l’engager dans la rainure 24.Figures 5a and 5b show the engagement of the reverse. The cam 26 pivoting with the lever 12, its boss 32 moves along the arrow F tangent to the pivot axis A, and presses the locking pin 30 to engage in the groove 24.
On obtient un blocage de la fourchette 2 sur la tige de guidage 4, réalisé directement entre ces deux composants par le doigt de blocage 30, sans passer par des composants intermédiaires. Le jeu entre la fourchette 2 et la tige 4 est très réduit, ce qui permet un positionnement précis de cette fourchette.A locking of the fork 2 is obtained on the guide rod 4, made directly between these two components by the locking pin 30, without passing through intermediate components. The clearance between the fork 2 and the rod 4 is very small, which allows precise positioning of this fork.
La figure 6 présente un ressort hélicoïdal de rappel 40 disposé autour du doigt de commande 30, prenant appui d’un côté sur le manchon de la fourchette 2 et de l’autre côté sur un rebord annulaire 42 entourant ce doigt, de manière à appliquer un effort permanent de rappel du doigt vers l’extérieur.FIG. 6 shows a helical return spring 40 disposed around the control finger 30, resting on one side on the sleeve of the fork 2 and on the other side on an annular flange 42 surrounding this finger, so as to apply a permanent effort to return the finger to the outside.
On obtient avec le ressort de rappel 40 l’assurance de dégager en permanence le doigt de blocage 30 radialement vers l’extérieur quand le bossage 32 de la came 26 n’est plus sur ce doigt. La fourchette 2 peut coulisser librement quand la marche arrière n’est pas engagée.With the return spring 40 is obtained the assurance of permanently releasing the locking pin 30 radially outwardly when the boss 32 of the cam 26 is no longer on this finger. Fork 2 can slide freely when reverse gear is not engaged.
Avec une simple modification du levier 12 et l’ajout du doigt de blocage 30 dans un perçage de la fourchette 2, sans composant supplémentaire ni modification notable des coûts, on réalise de manière simple et efficace une protection des synchroniseurs commandés par cette fourchette.With a simple modification of the lever 12 and the addition of the locking pin 30 in a hole of the fork 2, without additional component or significant cost changes, it is simple and effective way to protect the synchronizers controlled by this range.
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Effective date: 20220605 |