FR3100593A1 - INTERNAL GEAR CONTROL DEVICE WITH ELECTRIC PASSAGE INTERLOCK - Google Patents
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Abstract
Dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprenant deux axes parallèles (1, 2) d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses, et un bonhomme d’interverrouillage (6) coulissant orthogonalement entre les deux axes (1, 2) dans un support (7) fixé sur un carter de la boîte de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse, caractérisé en ce que le bonhomme (6) est poussé en direction de l’axe à verrouiller par un moteur électrique (11) de manière à être plaqué dans un cran de verrouillage (1a, 1b) de cet axe avant l’activation de l’actionneur de passage de la vitesse engagée. Figure pour l’abrégé : figue 6Internal gearbox control device comprising two parallel axes (1, 2) for actuating forks individually moved by gearshift actuators, and an interlocking man (6) sliding orthogonally between the two axes (1, 2) in a support (7) fixed on a casing of the box so as to lock in position the non-selected axis when the selected axis is moved to engage a gear, characterized in that the man (6) is pushed in direction of the axis to be locked by an electric motor (11) so as to be pressed into a locking notch (1a, 1b) of this axis before the activation of the gear change actuator engaged. Figure for the abstract: fig 6
Description
La présente invention se rapporte à la commande interne des boîtes de vitesses, et à l’interverrouillage des axes de commande de fourchette d’une boîte de vitesses.The present invention relates to the internal control of gearboxes, and to the interlocking of the fork control shafts of a gearbox.
Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprenant deux axes parallèles d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses, et un bonhomme d’interverrouillage coulissant orthogonalement entre les deux axes à l’intérieur d’un support fixé sur un carter de la boîte de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse.More specifically, its subject is an internal gearbox control device comprising two parallel axes for actuating forks individually moved by gearshift actuators, and an interlocking stickman sliding orthogonally between the two axes at the inside a support fixed to a casing of the gearbox so as to lock the non-selected axis in position when the selected axis is moved to engage a gear.
Dans la plupart des boîtes de vitesses, les passages de vitesses sont effectués au moyen de fourchettes de commande, solidaires d’axes de fourchettes. Selon une disposition habituelle, illustrée par la publication FR 3 026 808, les axes de fourchette sont sélectionnés par un module de sélection partagé. Ce module est muni d’un système d’interverrouillage, grâce auquel deux axes de fourchette ne peuvent pas être actionnés simultanément. Le système d’interverrouillage assure le verrouillage en position des axes de fourchette qui ne sont pas sollicités lorsque l’un d’entre eux est déplacé. Grâce à ce système, deux vitesses ne peuvent pas être engagés simultanément.In most gearboxes, gear changes are carried out by means of control forks, integral with fork shafts. According to a usual arrangement, illustrated by publication FR 3 026 808, the fork axes are selected by a shared selection module. This module is equipped with an interlocking system, thanks to which two fork axes cannot be operated simultaneously. The interlocking system ensures the locking in position of the fork pins which are not stressed when one of them is moved. Thanks to this system, two gears cannot be engaged simultaneously.
Pour améliorer le pilotage des axes de fourchette, on peut aussi prévoir que chaque axe de fourchette possède son propre actionneur. L’indépendance des actionneurs nécessite alors la présence dans la boîte, d’un système d’interverrouillage entre les axes de fourchettes, pour empêcher l’engagement simultané de deux vitesses.To improve the control of the fork axes, provision can also be made for each fork axis to have its own actuator. The independence of the actuators then requires the presence in the gearbox of an interlocking system between the axes of the forks, to prevent the simultaneous engagement of two gears.
Selon une disposition connue, l’interverrouillage des axes de fourchette est assuré par des tiges ou barrettes transversales, appelées « bonhommes », déplaçables transversalement entre deux axes de fourchette, sous la poussée de ces derniers. Le bonhomme fait face par chacune de ses extrémités à un axe de fourchette. Lors du déplacement d’un premier axe de fourchette à partir du point mort, le « bonhomme » est repoussé par ce premier axe contre un deuxième axe de fourchette. Son extrémité s’engage dans un enfoncement périphérique de ce dernier, de manière à l’immobiliser axialement. Symétriquement, le déplacement du deuxième axe à partir du point mort, assure l’immobilisation du premier.According to a known arrangement, the interlocking of the fork axes is ensured by transverse rods or bars, called " men ", which can be moved transversely between two fork axes, under the thrust of the latter. The man faces by each of its ends a fork axis. When moving a first fork axis from dead center, the “man” is pushed by this first axis against a second fork axis. Its end engages in a peripheral depression of the latter, so as to immobilize it axially. Symmetrically, the movement of the second axis from dead center ensures the immobilization of the first.
Ce type d’interverrouillage donne satisfaction avec des synchroniseurs classiques, notamment lorsque la course de début de crabotage est supérieure à 5mm. Si la course de crabotage est plus courte, par exemple inférieure à 2,4 mm, on risque de ne pas verrouiller complètement le premier axe fourchette, avant le début du crabotage d’une vitesse par le deuxième axe de fourchette.This type of interlocking is satisfactory with conventional synchronizers, in particular when the clutch start stroke is greater than 5mm. If the clutch travel is shorter, for example less than 2.4 mm, there is a risk of not completely locking the first fork shaft, before the start of the clutching of a gear by the second fork shaft.
Sur la figure 1, illustrant un système connu, on a représenté deux axes fourchette 1 et 2, entrainés en déplacement axial par les doigts 3 et 4 pilotés par deux actionneurs (non représentés). Les axes 1 et 2 coulissent dans des bagues 5, qui sont logées dans des paliers 10 faisant partie des carters (non représentés) de la boîte de vitesses. Sur le schéma, seuls deux paliers 10 du carter, situés à côté du mécanisme d’interverrouillage, apparaissent. Les bagues correspondantes, logées à l’intérieur des paliers, ne sont pas visibles. A l’autre extrémité des axes de fourchette 1, 2, on a représenté les bagues 5, sans les paliers.In FIG. 1, illustrating a known system, two fork axes 1 and 2 have been shown, driven in axial movement by the fingers 3 and 4 driven by two actuators (not shown). Shafts 1 and 2 slide in rings 5, which are housed in bearings 10 forming part of the casings (not shown) of the gearbox. In the diagram, only two bearings 10 of the housing, located next to the interlocking mechanism, appear. The corresponding rings, housed inside the bearings, are not visible. At the other end of the fork shafts 1, 2, the rings 5 have been shown, without the bearings.
Le mécanisme d’interverrouillage est composé d’une tige, ou « bonhomme » 6, transversal aux axes de fourchette, qui coulisse à l’intérieur du support 7, positionné et vissé dans le carter par des bagues 9 et des vis 8, apparaissant sur la figure 2. Pour compléter ce mécanisme, des crans d’interverrouillage 1a et 2a, visibles sur les figures 2 et 3, sont réalisés dans les axes de fourchettes 1 et 2, face aux extrémités du bonhomme.The interlocking mechanism is made up of a rod, or "man" 6, transverse to the fork axes, which slides inside the support 7, positioned and screwed into the casing by rings 9 and screws 8, appearing in Figure 2. To complete this mechanism, interlocking notches 1a and 2a, visible in Figures 2 and 3, are made in the axes of forks 1 and 2, facing the ends of the man.
Les figures 4 et 5, expliquent le fonctionnement du mécanisme d’interverrouillage. Lorsqu’un des axes de fourchette (ici l’axe 2), entrainé par le doigt 4, se déplace vers la droite, son cran 2a repousse vers le haut l’extrémité 6a du bonhomme 6. Son extrémité opposée 6b vient se loger dans le cran 1a de l’autre axe, de manière à le verrouiller.Figures 4 and 5 explain the operation of the interlock mechanism. When one of the fork axes (here axis 2), driven by finger 4, moves to the right, its notch 2a pushes the end 6a of the man 6 upwards. Its opposite end 6b is housed in the notch 1a of the other axis, so as to lock it.
Le verrouillage est opéré correctement, si le bonhomme 6 est complètement sorti du cran de verrouillage, avant le début du crabotage. Malheureusement, les dispersions de fabrication et de montage des différents composants (en particulier axes, crans, et bonhomme), et l’imprécision des courses de crabotage, ne permettent pas de garantir le bon fonctionnement d’un tel mécanisme de verrouillage en toutes circonstances.The locking is operated correctly, if the man 6 is completely out of the locking notch, before the start of the dog clutch. Unfortunately, the variations in the manufacture and assembly of the various components (in particular axles, notches, and man), and the inaccuracy of the dog clutch races, do not make it possible to guarantee the proper functioning of such a locking mechanism in all circumstances. .
Si les deux axes de fourchette coulissent au même moment, pour passer chacun un rapport différent, les extrémités des crabots peuvent être endommagées. Le risque principal est le blocage de la boîte de vitesses, en coinçant le bonhomme. Les autres risques encourus sont la détérioration générale des passages de vitesse, le refus de certains passages, ou le risque de sauts de vitesse.If the two fork shafts slide at the same time, each shifting a different gear, the ends of the claws may be damaged. The main risk is the blocking of the gearbox, by trapping the guy. The other risks incurred are the general deterioration of gear changes, the refusal of certain gear changes, or the risk of jumping gears.
La présente invention vise à bénéficier d’une fonction d’interverrouillage fiable en toutes circonstances, pour éviter ces risques.The present invention aims to benefit from a reliable interlocking function in all circumstances, to avoid these risks.
Dans ce but, elle propose que le bonhomme d’interverrouillage soit poussé en direction de l’axe à verrouiller par un moteur électrique, de manière à être plaqué dans un cran de verrouillage de cet axe avant l’activation de l’actionneur de passage de la vitesse engagée.For this purpose, it proposes that the interlocking man be pushed in the direction of the axis to be locked by an electric motor, so as to be pressed into a locking notch of this axis before the activation of the passage actuator of the gear engaged.
De préférence, le bonhomme d’interverrouillage est poussé par une came, entraînée en rotation par le moteur.Preferably, the interlocking stickman is pushed by a cam, driven in rotation by the motor.
Dans un mode de réalisation particulier, la came agit sur les flancs d’une rainure centrale du bonhomme d’interverrouillage.In a particular embodiment, the cam acts on the sides of a central groove of the interlock stick.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés.Other characteristics and advantages of the present invention will appear clearly on reading the following description of a non-limiting embodiment thereof, with reference to the accompanying drawings.
Dans le dispositif de commande de la figure 6, les axes de fourchette 1 et 2 conservent des crans de verrouillage 1a et 2a ordinaires. Le bonhomme d’interverrouillage 6 conserve aussi sa forme géométrique habituelle à ses deux extrémités 6a et 6b. Le dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprend deux axes parallèles 1, 2 d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses. Le bonhomme d’interverrouillage 6 coulisse orthogonalement entre les deux axes de fourchette 1, 2 dans le support 7 fixé sur un carter de la boîte, de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné, lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse.In the control device of FIG. 6, the fork axes 1 and 2 retain ordinary locking notches 1a and 2a. The interlocking man 6 also retains its usual geometric shape at its two ends 6a and 6b. The internal gearbox control device comprises two parallel axes 1, 2 for actuating forks moved individually by gear change actuators. The interlocking stickman 6 slides orthogonally between the two fork shafts 1, 2 in the support 7 fixed to a casing of the gearbox, so as to lock the non-selected shaft in position, when the selected shaft is moved to engage a speed.
Par rapport au aux figures précédentes, le diamètre du bonhomme est fortement augmenté pour recevoir une rainure centrale d’actionnement 6c (visible sur la figure 15). Deux autres rainures 6d sont prévues pour accueillir un ressort de rappel (visibles sur la figure 7). Une dernière rainure 6e (visible sur la figure 15), est formée pour assurer le positionnement angulaire du bonhomme 6.Compared to the previous figures, the diameter of the man is greatly increased to accommodate a central actuation groove 6c (visible in Figure 15). Two other grooves 6d are provided to accommodate a return spring (visible in Figure 7). A last groove 6th (visible in figure 15) is formed to ensure the angular positioning of the figure 6.
Le support d’interverrouillage 7 est modifié pour accueillir le bonhomme 6 et un pion 18 (voir figures 15, 16) serré dans le support 7, qui coopère avec la rainure 6e du bonhomme pour assurer son orientation et empêcher sa rotation. Le nouveau support 7 comporte en plus une poutre 7a, orthogonale à la partie dans laquelle coulisse le bonhomme 6. Un axe de maintien 13, autour duquel est enroulé un ressort de rappel 15 vient se loger dans la poutre 7a (figures 7 et 8). Le ressort 15 présente deux brins 15a, 15b passant de part et d’autre d’une excroissance 7b du support 7, engagés dans des rainures 6d du bonhomme d’interverrouillage 6. Les bagues 9 et les vis 8 de fixation de la figure 2, ont été repositionnées en partie basse afin de libérer un espace pour le mécanisme de fonctionnement du bonhomme 6.The interlocking support 7 is modified to accommodate the man 6 and a pin 18 (see figures 15, 16) clamped in the support 7, which cooperates with the 6th groove of the man to ensure its orientation and prevent its rotation. The new support 7 also comprises a beam 7a, orthogonal to the part in which the man 6 slides. A retaining pin 13, around which a return spring 15 is wound, is housed in the beam 7a (FIGS. 7 and 8) . The spring 15 has two strands 15a, 15b passing on either side of a protrusion 7b of the support 7, engaged in grooves 6d of the interlocking stick 6. The rings 9 and the fixing screws 8 of FIG. 2 , have been repositioned at the bottom to free up space for the operating mechanism of Figure 6.
Un anneau d’arrêt 14 empêche le ressort 15 de se dégager de l’axe 13. Le dispositif comporte également un moteur d’actionnement 11, notamment du type moteur couple, avec son joint d’étanchéité 11a sur le carter 10 (voir figure 11). Deux vis de fixation 12 avec leurs bagues 12a, vissées dans le carter 10, assurent la fixation et le positionnement du moteur dans le carter 10. Enfin, une came d’actionnement 16 entrainée par l’arbre 17 du moteur couple 11, assure le déplacement du bonhomme 6.A stop ring 14 prevents the spring 15 from disengaging from the shaft 13. The device also comprises an actuation motor 11, in particular of the torque motor type, with its seal 11a on the casing 10 (see figure 11). Two fixing screws 12 with their rings 12a, screwed into the casing 10, ensure the fixing and the positioning of the motor in the casing 10. Finally, an actuating cam 16 driven by the shaft 17 of the torque motor 11, ensures the movement of the man 6.
Le fonctionnement du dispositif, illustré notamment par les figures 12, 13, 14, est le suivant. Le moteur 11 est alimenté en courant lors de la sélection d’une ligne de vitesses, donc avant l’actionneur de passage de vitesse (non représenté). Selon son sens de rotation, il assure le verrouillage de l’un ou l’autre des deux axes de fourchette 1, 2, en repoussant le bonhomme par l’intermédiaire de la came 16, dans le cran de verrouillage 1a, 2a. L’arbre 17 du moteur 11, tourne d’une valeur angulaire β toujours dans un même sens pour verrouiller l’axe 2, lorsque l’axe 1 est sélectionné pour engager une vitesse. Il tourne en sens inverse pour immobiliser l’axe 1, lorsque l’axe 2 est sélectionné.The operation of the device, illustrated in particular by FIGS. 12, 13, 14, is as follows. The motor 11 is supplied with current during the selection of a line of gears, therefore before the gearshift actuator (not shown). Depending on its direction of rotation, it locks one or the other of the two fork shafts 1, 2, by pushing the man through the cam 16, into the locking notch 1a, 2a. Shaft 17 of motor 11 rotates by an angular value β always in the same direction to lock axis 2, when axis 1 is selected to engage a gear. It rotates in the opposite direction to immobilize axis 1, when axis 2 is selected.
Le bonhomme 6 est poussé par la came 16, entraînée en rotation par le moteur 11, en direction de l’axe à verrouiller de manière à être plaqué dans son cran de verrouillage, avant l’activation de l’actionneur de passage sélectionné.The man 6 is pushed by the cam 16, driven in rotation by the motor 11, in the direction of the axis to be locked so as to be flattened in its locking notch, before the activation of the selected passage actuator.
La came 16, agit sur les flancs de la rainure centrale 6c du bonhomme 6, pour le déplacer transversalement aux axes de fourchettes. En quittant sa position centrale, le bonhomme 6 écarte un des bras 15a ou 15b du ressort de rappel 15. Son extrémité 6a ou 6b vient se loger dans le fond du cran de verrouillage 1a ou 2a. Le moteur 11 est alimenté en courant jusqu’à la fin du passage de vitesses pour maintenir le bonhomme 6 dans son cran de verrouillage 1a ou 1b, pendant toute l’opération de passage de la vitesse.The cam 16, acts on the sides of the central groove 6c of the man 6, to move it transversely to the axes of the forks. Leaving its central position, the man 6 spreads one of the arms 15a or 15b of the return spring 15. Its end 6a or 6b is housed in the bottom of the locking notch 1a or 2a. The motor 11 is supplied with current until the end of the gear change to keep the stickman 6 in its locking notch 1a or 1b, throughout the gear change operation.
Une fois la vitesse engagée, l’alimentation du moteur peut être coupée. La came reprend sa position initiale, en ramenant le bonhomme 6 en direction de l’axe de la vitesse engagée, après la coupure du courant. Le bonhomme d’interverrouillage 6 est mis en appui par une extrémité contre une génératrice de l’axe de la vitesse engagée, sans que son autre extrémité se dégage complètement du cran de l’axe qui est verrouillé. Enfin, lors du dégagement de la vitesse, c’est le brin du ressort 15a ou 15b du ressort de rappel, qui ramène le bonhomme dans sa position initiale.Once the gear is engaged, the power supply to the motor can be cut off. The cam returns to its initial position, bringing stickman 6 in the direction of the axis of the gear engaged, after the power cut. The interlocking man 6 is supported by one end against a generatrix of the shaft of the gear engaged, without its other end completely disengaging from the notch of the shaft which is locked. Finally, when releasing the gear, it is the strand of the spring 15a or 15b of the return spring, which brings the man back to his initial position.
En conclusion, il faut souligner que le dispositif de commande proposé élimine tout risque d’endommagement des crabots, et de blocage de la boîte de vitesses.In conclusion, it should be emphasized that the proposed control device eliminates any risk of damaging the claws and jamming the gearbox.
En variante, le support ainsi que le bonhomme peuvent avoir des géométries différentes que celles qui sont décrites ci-dessus, par exemple :
- en ajoutant des pattes sur le bonhomme à la place des rainures,
- en assurant la fonction anti-rotation grâce à un méplat ou une découpe en carré dans le bonhomme,
- en assurant l’indexage du ressort par une pièce rapportée (pion, etc.).As a variant, the support as well as the man can have different geometries than those described above, for example:
- by adding legs to the figure instead of grooves,
- by ensuring the anti-rotation function thanks to a flat or a square cut in the man,
- by ensuring the indexing of the spring by an added part (pin, etc.).
Les extrémités du bonhomme, ainsi que le profil des crans de verrouillage des axes de fourchettes, peuvent aussi évoluer. En particulier, les crans peuvent être adaptés au fonctionnement du dispositif, en étant élargis pour bien assurer le phasage entre l’actionneur et le moteur couple.The ends of the man, as well as the profile of the locking notches of the fork axles, can also change. In particular, the notches can be adapted to the operation of the device, by being widened to properly ensure the phasing between the actuator and the torque motor.
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- 2019-09-10 FR FR1909919A patent/FR3100593B1/en active Active
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