WO2009122063A1 - Dispositif de couplage par double cone de friction entre un arbre de boite de vitesses et un pignon fou porte par celui-ci - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
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- F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
- F16D2023/0681—Double cone synchromesh clutches
Definitions
- the present invention relates to synchronizers for mechanical or robotic gearbox.
- a double cone coupling device between a gearbox shaft and an idler gear carried by it, having a hub fixed to the shaft of the box, coupling means adapted to transform axial thrust to the pinion the torque received from the hub, so as to transmit themselves by friction the torque between the hub and the pinion, and elastic return means of the coupling means to their rest position.
- this type of coupling device develops (like synchronizers) an unstable oscillating type torque, during the sliding phase, called synchronization phase.
- the couple varies according to a pattern that repeats every turn.
- the causes of this phenomenon are multiple: geometric defects of the conical surfaces, defects of coaxiality of the conical rings, biased.
- this oscillation of torque is generated by a synchronizer delivering a low torque and with an open kinematic chain (open clutch), it has no effect on the provision of shifting, because it is not perceived from the passenger compartment of the vehicle , and therefore does not create any inconvenience.
- the torque developed by the conical coupler, and transmitted to the idler gear and to its teeth creates a tilting torque, according to a rotating movement.
- the pinion disturbs the friction of the rings by its oscillation movement with respect to the hub (cyclic relative inclination of the axes of rotation), and is likely to oscillate the transmitted torque.
- the present invention aims to reduce the level of torque oscillation of a conical coupler during the synchronization phase.
- the coupling means are entirely centered on the hub.
- the cone which previously supported on the pinion can be retained axially on the hub, without connection or contact with the pinion.
- FIG. 1 is a partial sectional view of a gearbox equipped with conical couplers in the rest position
- FIG. 2 is a sectional view of a complete coupler, with separate drive flange, and
- FIG. 3 is a sectional view of a complete exploded coupler, with separate drive flange.
- FIG. 1 shows, inside a transmission casing 1, a double coupling device 2 composed of two conical couplers 2a between a gearbox shaft 3 and two idle gears. 4 which is carried by the shaft 3.
- This device 2 comprises two conical couplers 2a facing each other, capable of securing an idle gear 4 to the shaft 3. It thus makes it possible to couple in rotation the shaft 3 and the one or the other of two crazy gears 4 carried by it.
- the coupling device 2 comprises a hub in two parts 6, 7, each conical coupler having its own hub, consisting of a central ring 6a, 7a fixed on the shaft 3, and axial protuberances 6b, 7b, at the periphery thereof.
- the coupling means themselves comprise several rings 9, 11, 12, able to transform the torque received from the hub 6, 7 in axial thrust, so as to transmit themselves by friction torque between the hub and the pinion.
- Each coupler 2a also has its return means 13, which resiliently push the coupling means 9, 11, 12 towards their rest position.
- the coupling means 9, 11, 12, arranged between the hub 6, 7, and a flange 8 integral with the pinion 4, are isolated in FIG. 2, and exploded in FIG. 3. These means consist of an upper ring 9 integral with the hub, a single intermediate ring 11 secured to the pinion 4, and a cone 12 integral with the hub.
- the intermediate ring 11 is covered with friction coatings 15 on each of its faces.
- the cone 12 and the upper ring 9 are connected in rotation with the hub 6, 7, while the intermediate ring 11 is connected in rotation with the flange 8, thus with the pinion 4.
- the cone 12 is retained axially on the hub 6, 7 by an axial abutment 16, which bears on a stop ring 17 mounted in a groove of the hub 6, 7. Moreover, it is centered thereon.
- the intermediate ring 11 and the upper ring 9 are themselves centered on the cone 12.
- the coupling means 9, 11, 12 are entirely centered on the hub 6, 7.
- the return means are constituted for each coupler by an opening spring 13, which takes support, on the one hand on the upper ring 9 (by means of a bearing washer 14), and on the other hand on the axial abutment 16 of the cone 12.
- the cone 12 is retained on the hub 6 , 7 by a stop ring 17. Between the latter and the cone, is placed an opening adjustment wedge 18. The cone 12 is separated from the ring 17 by the wedge 18, and is supported on the ring 17 via the hold 18.
- the cone 12 being retained axially on the hub 6, 7 by the stop ring 17, the axial forces generated by the self-help are taken up by this ring 17.
- the loop of the efforts of self-help does not integrate the idler 4. It closes on the hub, without passing through the pinion. Thanks to the invention, the cone is independent of the pinion, and oscillation movements of the latter no longer disturb the cone.
- the conical coupler has its own hub, while a single hub was previously shared between two couplers.
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Abstract
Dispositif de couplage (2) double cône entre un arbre (3) de boîte de vitesses et un pignon fou (4) porté par celui-ci comportant un moyeu (6, 7) fixé sur l'arbre (3), des moyens de couplage (9, 11, 12) aptes à transformer en poussée axiale vers un pignon (4) le couple reçu du moyeu (6, 7), de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple entre le moyeu et le pignon, et des moyens de rappel élastique (13) des moyens de couplage vers leur position de repos, caractérisé en ce que les moyens de couplage (9, 11, 12) sont entièrement centrés sur le moyeu (6, 7) et comprenant un cône inférieur (12) qui présente une butée axiale (16) recevant la poussée des moyens de rappel (13).
Description
DISPOSITIF DE COUPLAGE PAR DOUBLE CONE DE FRICTION ENTRE UN ARBRE DE BOITE DE VITESSES ET UN PIGNON FOU
PORTE PAR CELUI-CI
La présente invention se rapporte aux synchroniseurs pour boîte de vitesses mécanique ou robotisée .
Plus précisément, elle concerne un dispositif de couplage double cône entre un arbre de boîte de vitesses et un pignon fou porté par celui-ci, comportant un moyeu fixé sur l'arbre de la boîte, des moyens de couplage aptes à transformer en poussée axiale vers le pignon le couple reçu du moyeu, de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple entre le moyeu et le pignon, et des moyens de rappel élastique des moyens de couplage vers leur position de repos .
Par la publication FR 2 891 331, on connaît un synchroniseur de type particulier, dit à «cônes de frottement autobloquants », où le baladeur ne présente pas de denture de crabotage, mais où les anneaux de couplage transforment le mouvement de rotation reçu du moyeu en poussée axiale contre un pignon, de façon à transmettre eux-mêmes le couple moteur entre le moyeu et le pignon, en exerçant sur celui-ci une pression constante .
Toutefois, ce type de dispositif de couplage développe (comme les synchroniseurs) un couple instable de type oscillant, pendant la phase de glissement, dite de synchronisation. Le couple varie selon un motif qui se répète tous les tours. Les causes de ce phénomène sont multiples : défauts géométriques des surfaces coniques, défauts de coaxialité des anneaux coniques,
mise en biais. Lorsque cette oscillation de couple est générée par un synchroniseur délivrant un faible couple et avec une chaîne cinématique ouverte (embrayage ouvert), elle est sans effet sur la prestation de passage de vitesses, car elle n'est pas perçue de l'habitacle du véhicule, et ne crée donc aucun désagrément. En revanche, lorsque cette oscillation de couple est générée par un dispositif de couplage puissant, du type coupleur conique auto-assisté qui délivre un couple élevé dans une chaîne cinématique fermée (embrayage principal fermé) lors d'un changement de rapport sous couple, la perturbation dans la chaîne cinématique est telle, qu'un bourdonnement fugace est perçu dans l'habitacle. Tous les synchroniseurs multi cône connus, ainsi que le dispositif de couplage présenté dans la publication cité ci-dessus, ont en commun une faiblesse dans le guidage des composants. Le plus souvent, le cône inférieur est porté par le pignon fou, ou est guidé de manière approximative, selon un montage dit flottant. A partir de cet appui central, les autres anneaux se centrent les uns sur les autres, par les surfaces coniques. Les uns sont entraînés par le pignon, les autres par le moyeu. Ces derniers reçoivent par ces liens, des sollicitations qui perturbent la qualité du contact des surfaces coniques.
De plus, au cours de la synchronisation, le couple développé par le coupleur conique, et transmis au pignon fou et à sa denture, crée un couple de basculement, selon un mouvement tournant. Ainsi, le pignon perturbe le frottement des anneaux par son mouvement d'oscillation par rapport au moyeu
(inclinaison relative cyclique des axes de rotation) , et est susceptible faire osciller le couple transmis.
La présente invention vise à réduire le niveau d'oscillation de couple d'un coupleur conique pendant la phase de synchronisation.
Dans ce but, elle propose que les moyens de couplage soient entièrement centrés sur le moyeu.
Grâce à l'invention, le cône qui prenait appui précédemment sur le pignon, peut être retenu axialement sur le moyeu, sans lien, ni contact, avec le pignon.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente La présente invention ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une boîte de vitesses équipée de coupleurs coniques en position repos,
- la figure 2 est une vue en coupe d'un coupleur complet, avec flasque d'entraînement séparé, et
- la figure 3 est une vue en coupe d'un coupleur en éclaté complet, avec flasque d'entraînement séparé.
Sur la figure 1, on a représenté, à l'intérieur d'un carter de boîte de vitesses 1, un dispositif de couplage double 2, composé de deux coupleurs coniques 2a, entre un arbre de boîte de vitesses 3, et deux pignons fous 4 portés par l'arbre 3. Ce dispositif 2, comporte deux coupleurs coniques 2a en vis-à-vis, aptes à solidariser un pignon fou 4 sur l'arbre 3. Il permet donc de coupler en rotation l'arbre 3 et l'un ou l'autre de deux pignons fous 4 portés par celui-ci.
Le dispositif de couplage 2 comporte un moyeu en deux parties 6, 7, chaque coupleur conique possédant
son propre moyeu, composé d'une couronne centrale 6a, 7a fixée sur l'arbre 3, et d'excroissances axiales 6b, 7b, à la périphérie de celle-ci.
Les moyens de couplage proprement dits comprennent plusieurs anneaux 9, 11, 12, aptes à transformer le couple reçu du moyeu 6, 7 en poussée axiale, de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple, entre le moyeu et le pignon. Chaque coupleur 2a dispose également de ses moyens de rappel 13, qui repoussent élastiquement les moyens de couplage 9, 11, 12, vers leur position de repos.
Les moyens de couplage 9, 11, 12, agencés entre le moyeu 6, 7, et un flasque 8 solidaire du pignon 4, sont isolés sur la figure 2, et éclatés sur la figure 3. Ces moyens sont composés d'un anneau supérieur 9 solidaire du moyeu, d'un seul anneau intermédiaire 11 solidaire du pignon 4, et d'un cône 12 solidaire du moyeu. L'anneau intermédiaire 11 est recouvert de revêtements de friction 15, sur chacune de ses faces. Comme indiqué ci-dessus, le cône 12 et l'anneau supérieur 9, sont liés en rotation avec le moyeu 6, 7, tandis que l'anneau intermédiaire 11 est lié en rotation avec le flasque 8, donc avec le pignon 4. Le cône 12 est retenu axialement sur le moyeu 6, 7 par une butée axiale 16, qui vient en appui sur un anneau d'arrêt 17 monté dans une gorge du moyeu 6, 7. Par ailleurs, il est centré sur celui-ci. L'anneau intermédiaire 11 et l'anneau supérieur 9, sont eux- mêmes centrés sur le cône 12. Ainsi, les moyens de couplage 9, 11, 12, sont entièrement centrés sur le moyeu 6, 7.
Les moyens de rappel sont constitués pour chaque coupleur par un ressort d'ouverture 13, qui prend
appui, d'une part sur l'anneau supérieur 9 (par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 14), et d'autre part sur la butée axiale 16 du cône 12. Le cône 12 est retenu sur le moyeu 6, 7 par un anneau d'arrêt 17. Entre ce dernier et le cône, est placée une cale de réglage d'ouverture 18. Le cône 12 est donc séparé de l'anneau 17 par la cale 18, et prend appui sur l'anneau 17 par l'intermédiaire de la cale 18.
Le cône 12 étant retenu axialement sur le moyeu 6, 7 par l'anneau d'arrêt 17, les efforts axiaux générés par l'auto-assistance sont repris par cet anneau 17. Ainsi, contrairement aux dispositifs connus, la boucle des efforts d'auto-assistance n'intègre plus le pignon fou 4. Elle se ferme sur le moyeu, sans passer par le pignon. Grâce à l'invention, le cône est indépendant du pignon, et les mouvements s 'oscillation de ce dernier ne perturbent plus le cône.
Par ailleurs, l'ensemble des composants des coupleurs coniques étant monté sur le moyeu, il est possible d'intégrer un système de réglage de la course d'ouverture, par l'insertion d'une cale de réglage entre l'anneau d'arrêt et le cône.
Enfin, dans le but de faciliter le réglage de la course d'ouverture et le montage dans la boîte de vitesses, le coupleur conique dispose de son propre moyeu, alors qu'un moyeu unique était précédemment partagé entre deux coupleurs.
Claims
1. Dispositif de couplage (2) double cône entre un arbre (3) de boîte de vitesses et un pignon fou (4) porté par celui-ci comportant un moyeu (6, 7) fixé sur l'arbre (3), des moyens de couplage (9, 11, 12) aptes à transformer en poussée axiale vers un pignon (4) le couple reçu du moyeu (6, 7), de manière à transmettre eux-mêmes par friction le couple entre le moyeu et le pignon, et des moyens de rappel élastique (13) des moyens de couplage vers leur position de repos, caractérisé en ce que les moyens de couplage (9, 11, 12) sont entièrement centrés sur le moyeu (6, 7), et comprenant un cône inférieur (12) qui présente une butée axiale (16) recevant la poussée des moyens de rappel ( 13 ) .
2. Dispositif de couplage selon la revendication
1, caractérisé en ce que les moyens de couplage sont composés d'un anneau supérieur (9) solidaire du moyeu (6, 7), d'un seul anneau intermédiaire (11) solidaire du pignon (4) et du cône (12) solidaire du moyeu.
3. Dispositif de couplage selon la revendication
2, caractérisé en ce que le cône (12) est centré sur le moyeu (6, 7) .
4. Dispositif de couplage selon la revendication
3, caractérisé en ce que le cône (12) est retenu sur le moyeu (6, 7) par un anneau d'arrêt (17) .
5. Dispositif de couplage selon la revendication
4, caractérisé en ce que le cône (12) est séparé de l'anneau d'arrêt (17) par une cale de réglage d'ouverture (18) disposée entre ces derniers.
6. Dispositif de couplage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de rappel sont constitués d'un ressort d'ouverture (13) prenant appui sur la butée axiale (16), et sur l'anneau supérieur ( 9 ) .
7. Dispositif de couplage (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux coupleurs coniques (2a) en vis-à-vis, aptes chacun à solidariser un pignon fou (4) sur l'arbre (3) .
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque coupleur conique (2) comprend son propre moyeu (6, 7) .
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| FR0851898A FR2929361B1 (fr) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Dispositif de couplage par double cone de friction entre un arbre de boite de vitesses et un pignon fou porte par celui-ci |
| FR0851898 | 2008-03-25 |
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|---|---|
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Citations (2)
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2009
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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