WO2017121943A1 - Synchroniseur de boite de vitesses - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
Definitions
- the present invention relates to a gearbox synchronizer, and more particularly to a synchronizer of the type comprising means for maintaining the speed engaged under torque. STATE OF THE ART
- the invention relates to a gearbox synchronizer whose function, by friction, consists in making the rotational speeds of a shaft of the gearbox and of an idle gear equal, before making the interconnection of these members by their teeth. or respective and associated toothings.
- Such a synchronizer mainly comprises a hub fixed on a rotating shaft of box and which has outer splines; a sliding clutch sleeve which is axially slidably mounted on the hub and which has internal axial grooves which are received circumferentially between outer splines of the hub to connect the sliding sleeve in rotation to the hub, each of the inner axial grooves having a shaped axial end in a walkman's tooth.
- the synchronizer further comprises a jerking pinion having a series of external axial teeth which are oriented axially in the direction of the sliding sleeve.
- a sliding tooth is able to engage axially between two consecutive teeth circumferentially of the clutch.
- the displacements of the sliding sleeve are controlled by a fork so as to engage the teeth of the idler gear, after meeting that of a synchronization ring.
- the first intervention makes it possible to make
- the second intervention allows to realize the interconnection of the elements.
- anti-release means which are such that a torque transmitted from the sliding sleeve to the pinion of interconnection, or conversely, results in a force tending to axially move the sliding sleeve in the direction of its engagement in the toothing of the pinion of interconnection.
- anti-release means is for example illustrated in the documents FR-A1 -1.036.472 or FR-A1 -2.578.936.
- each dog tooth is delimited laterally by two opposite lateral flanks which are convergent axially and undercuts, while each tooth of a walker is delimited radially by an inner axial face and laterally by two lateral flanks each of which comprises means which, in the engaged position, cooperate with an associated section of an adjacent dog tooth to form an anti-release device.
- each lateral side of a sliding tooth comprises for example also undercut sections which are made by machining and / or removal of material.
- Such a design is thus long and costly to achieve by being capable of inducing deformations of the general geometry of the sliding sleeve and, in addition, it reduces the axial length available internal axial grooves of the sliding sleeve for its sliding guide on the hub.
- the invention proposes a gearbox synchronizer of the type mentioned above, characterized in that, without modifying the known design of the dog teeth, said means for constituting an anti-release device comprise a recess formed in the lateral flank of the sliding tooth and which extends in said inner axial face and in that, in the engaged position, at least a portion of said section of a dog tooth is engaged in an associated recess, said portion comprising at least one minus one point of contact with the envelope of the recess.
- each lateral flank of the sliding tooth is a flat axial flank
- said internal axial face is a flat face
- said at least one contact point belongs to a line or a contact surface between said portion of said section of a dog tooth and said envelope of a recess;
- said means comprise a recess formed in the two lateral flanks of the sliding tooth and which extends in said internal axial face; in each point of contact, the pressure angle of the sliding tooth is less than the pressure angle of the dog tooth.
- FIG. 1 is a sectional view through an axial plane, along the line 1-1 of Figure 2, a synchronizer according to the state of the art;
- FIG. 2 is a sectional view along the line 2-2 of Figure 1;
- FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating three consecutive teeth player made according to the teachings of the invention.
- Figure 4 is a schematic perspective view illustrating, in the engaged position, the cooperation of the dog teeth and sliding teeth illustrated in Figure 3;
- FIG. 5 is an enlarged detail view in section along the axial plane 5-5 of Figure 7 illustrating the cooperation shown in perspective in Figure 4;
- Figure 6 is a sectional view along the line 6-6 of Figure 5;
- FIG. 7 is a view in a radial plane illustrating the cooperation schematized in FIG. 4.
- FIGS. 1 and 2 show the main components of a synchronizer 12 according to the state of the art.
- It comprises a hub 14 rotatably connected to a shaft, not shown, of the gearbox and whose radial periphery comprises a series of external axial grooves 16 distributed circumferentially or angularly, here, in a regular manner.
- the synchronizer 12 comprises a sliding clutch sleeve 18 which is a generally annular piece whose internal concave cylindrical surface 20 comprises a series of internal axial grooves 22 each of which is received in axial sliding between two adjacent grooves 16 of the hub 14.
- the synchronizer 12 further comprises a synchronization ring 22 of known design which carries at its periphery a series of ring teeth 24.
- the synchronizer 12 comprises an idler gear 26, also called a clutch gear, which comprises a series of radially external axial teeth 28.
- each groove 22 of the hub 14 is shaped into a 30 which is able to engage axially between two consecutive teeth clutch 28.
- each dog tooth 28 is delimited laterally by two opposite and lateral sidewalls 29 which are convergent axially and undercuts.
- the lateral flanks 29 of the clutch teeth, as well as the lateral flanks of the hub splines, are also inclined with respect to a median axial plane to converge radially towards the center. outside and radially inward respectively.
- each tooth 30 is delimited laterally by side flanks also converging axially against undercuts.
- the sections of undercuts flanks 31 made on each of the teeth of the player 18 are by machining operations, for example rolling.
- Each groove 22 of the slider 18 is delimited laterally by a plane axial flank 23, the two flanks 23 thus being axial and parallel and no longer having portions or sections divergent or convergent axially.
- Each tooth is also delimited radially inwards by a planar inner axial face 32.
- the complementary means of the sections 29 against the undercut of the dog teeth 28 are constituted by a recess 34 which is formed in the inner face 32 and in the axial side flanks 23.
- the recess 34 allows the maintenance of the gear or gear engaged.
- each side 23 the recess 34 is delimited by a curve 36 while it is delimited axially or longitudinally by two end lines 38.
- the recess 34 is delimited by a three-dimensional left surface or envelope.
- This PC contact point may be unique or belong to a contact line or a contact surface.
- the design, shape and dimensions of the surfaces 29 and 35 are such that the pressure angle APB (see Figure 7) of the tooth 30 of the player 18 is less than the pressure angle APC (see Figure 7) of the tooth 28 of the clutch 26.
Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
L'invention propose un synchroniseur comportant un manchon baladeur qui comporte des cannelures axiales intérieures (22) dont chacune comporte une extrémité axiale conformée en une dent de baladeur (30), un pignon fou de crabotage comportant une série de dents axiales externes (28) de crabot,et dans lequel une dent de baladeur (30) est apte à s'engager axialement entre deux dents consécutives de crabot(28), un tronçon de chaque dent de crabot (28) est délimité latéralement par deux flancs latéraux opposés convergents axialement en contre-dépouilles(29), chaque dent de baladeur (30) est délimitée latéralement par deux flancs latéraux (23) comportant chacun des moyens qui coopèrent une dent de crabot adjacente (28, 29) pour constituer un dispositif anti-lâcher, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un évidement (34) formé dans le flanc latéral (23) de la dent de baladeur (22), et en ce que au moins une portion dudit tronçon d'une dent de crabot (28, 29) est engagée dans un évidement associé (34), ladite portion comportant au moins un point contact avec l'enveloppe de l'évidement (34).
Description
SYNCHRONISEUR DE BOITE DE VITESSES
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un synchroniseur de boîte de vitesses, et plus particulièrement un synchroniseur du type comportant des moyens pour maintenir la vitesse engagée sous couple. ETAT DE LA TECHNIQUE
L'invention concerne un synchroniseur de boîte de vitesses dont la fonction, par frottement, consiste à rendre égales les vitesses de rotation d'un arbre de la boîte et d'un pignon fou, avant de réaliser le crabotage de ces organes par leurs dents ou dentures respectives et associées.
L'architecture et le fonctionnement d'un synchroniseur de ce type, aussi appelé synchroniseur "Borg Warner" est représenté par exemple dans le brevet FR-89606.
Un tel synchroniseur comporte principalement un moyeu fixé sur un arbre tournant de boîte et qui comporte des cannelures extérieures ; un manchon baladeur de crabotage qui est monté coulissant axialement sur le moyeu et qui comporte des cannelures axiales intérieures qui sont reçues circonférentiellement entre des cannelures extérieures du moyeu pour lier le manchon baladeur en rotation au moyeu, chacune des cannelures axiales intérieures comportant une extrémité axiale conformée en une dent de baladeur.
Le synchroniseur comporte encore un pignon fou de crabotage comportant une série de dents axiales externes qui sont orientées axialement en direction du manchon baladeur.
De manière connue, dans un tel synchroniseur, une dent de baladeur est apte à s'engager axialement entre deux dents consécutives circonférentiellement du crabot.
Les déplacements du manchon baladeur sont commandés par une fourchette de façon à venir craboter la denture du pignon fou, après avoir rencontré celle d'un anneau de synchronisation.
Dans ce type de synchroniseur, les dents du manchon baladeur interviennent deux fois au court de l'engagement d'une vitesse ou rapport par le conducteur,
La première intervention permet de rendre égales ou de
"synchroniser" les vitesses de rotation des composants à craboter.
La seconde intervention permet de réaliser le crabotage des éléments.
La conception générale d'un tel type de synchroniseur est encore illustrée dans le document EP-A1 -0.515.243.
Afin d'empêcher que le manchon baladeur ne se dégage de manière intempestive de la denture crabotée du pignon de crabotage, il est connu de prévoir des moyens dits "d'anti-lâcher" qui sont tels qu'un couple transmis du manchon baladeur au pignon de crabotage, ou inversement, se traduit par une force tendant à déplacer axialement le manchon baladeur dans le sens de son engagement dans la denture du pignon de crabotage.
Une telle conception de moyens anti-lâcher est par exemple illustrée dans les documents FR-A1 -1.036.472 ou FR-A1 -2.578.936.
Comme on peut le voir dans ces documents, un tronçon axial de chaque dent de crabot est délimité latéralement par deux flancs latéraux opposés qui sont convergents axialement et en contre- dépouilles, tandis que chaque dent de baladeur est délimitée radialement par une face axiale interne et latéralement par deux flancs latéraux dont chacun comporte des moyens qui, en position engagée, coopèrent avec un tronçon associé d'une dent de crabot adjacente pour constituer un dispositif anti-lâcher.
Selon cette conception connue, chaque flanc latéral d'une dent de baladeur comporte par exemple elle aussi des tronçons en contre-dépouilles qui sont réalisés par usinage et/ou par enlèvement de matière.
Une telle conception est ainsi longue et coûteuse à réaliser en étant susceptible d'induire des déformations de la géométrie générale du manchon baladeur et, de plus, elle réduit la longueur axiale disponible des cannelures axiales intérieures du manchon baladeur pour son guidage en coulissement sur le moyeu.
BREF RESUME DE L'INVENTION
Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un synchroniseur de boîte de vitesses du type mentionné précédemment caractérisé en ce que, sans modifier la conception connue des dents de crabot, lesdits moyens pour constituer un dispositif anti-lâcher comportent un évidement formé dans le flanc latéral de la dent de baladeur et qui s'étend dans ladite face axiale interne et en ce que, en positon engagée, au moins une portion dudit tronçon d'une dent de crabot est engagée dans un évidement associé, ladite portion comportant au moins un point de contact avec l'enveloppe de l'évidement.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- chaque flanc latéral de la dent de baladeur est un flanc axial plan ;
- ladite face axiale interne est une face plane ;
- ledit au moins un point de contact appartient à une ligne ou une surface de contact entre ladite portion dudit tronçon d'une dent de crabot et ladite enveloppe d'un évidement ;
- lesdits moyens comportent un évidement formé dans les deux flancs latéraux de la dent de baladeur et qui s'étend dans ladite face axiale interne ;
- en chaque point de contact, l'angle de pression de la dent de baladeur est inférieur à l'angle de pression de la dent de crabot.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en section par un plan axial, selon la ligne 1-1 de la figure 2, d'un synchroniseur selon l'état de la technique ;
- la figure 2 est une vue en section selon la ligne 2-2 de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique en perspective illustrant trois dents consécutives de baladeur réalisées selon les enseignements de l'invention ;
- la figure 4 est une vue schématique en perspective illustrant, en position engagée, la coopération des dents de crabot et des dents de baladeur illustrées à la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue de détail à plus grande échelle en section selon le plan axial 5-5 de la figure 7 illustrant la coopération représentée en perspective à la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en section selon la ligne 6-6 de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue dans un plan radial illustrant la coopération schématisée à la figure 4 ; et
- les figures 8 à 10 sont des vues en section selon les lignes 8-8 à 10-10 de la figure 5.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
Dans la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, pour en faciliter la compréhension, ainsi que celles de revendications, on utilisera les termes axial et radial en référence à l'axe de rotation commun aux principaux composants du synchroniseur, ainsi que les termes longitudinal transversal, et vertical ou horizontal, sans référence à la gravité terrestre et en référence au trièdre L, V, T indiqué sur les figures,
Des composants analogues, identiques ou similaires seront désignés par les mêmes références.
On a représenté aux figures 1 et 2, les principaux composants d'un synchroniseur 12 selon l'état de la technique.
Celui-ci comporte un moyeu 14 lié en rotation à un arbre, non représenté, de la boîte de vitesses et dont la périphérie radiale comporte une série de cannelures axiales extérieures 16 réparties circonférentiellement ou angulairement, ici, de manière régulière.
Le synchroniseur 12 comporte un manchon baladeur de crabotage 18 qui est une pièce de forme générale annulaire dont la surface cylindrique concave interne 20 comporte une série de cannelures axiales intérieures 22 dont chacune est reçue en coulissement axial entre deux cannelures adjacentes 16 du moyeu 14.
Le synchroniseur 12 comporte encore un anneau de synchronisation 22 de conception connue qui porte à sa périphérie une série de dents d'anneau 24.
Enfin, le synchroniseur 12 comporte un pignon fou 26, aussi appelé pignon de crabotage, qui comporte une série de dents axiales radialement externes 28.
Comme on peut le voir notamment à la figure 2, l'extrémité libre de chaque cannelure 22 du moyeu 14 est conformée en une
dent de baladeur 30 qui est apte à s'engager axialement entre deux dents consécutives de crabot 28.
Comme on peut le voir à la figure 2, de manière connue, chaque dent de crabot 28 est délimitée latéralement par deux flancs latéraux et opposés 29 qui sont convergents axialement et en contre-dépouilles.
De manière connue, comme on peut le voir plus clairement aux figures 7 à 10, les flancs latéraux 29 des dents de crabot, ainsi que les flancs latéraux des cannelures de moyeu sont aussi inclinés par rapport à un plan axial médian pour converger radialement vers l'extérieur et radialement vers l'intérieur respectivement.
De manière connue, pour constituer un dispositif anti-lâcher, un tronçon axial d'extrémité de chaque dent de baladeur 30 est délimité latéralement par des flancs latéraux eux aussi convergents axialement en contre-dépouilles.
Ainsi, de manière connue, et comme illustré à la figure 2, en position engagée, les surfaces 29 et 31 - en fonction du sens de rotation S - coopèrent entre elles de manière à convertir une partie de l'effort tangentiel FT en une composante axiale FA sous couple pour ainsi maintenir la vitesse engagée de manière fiable.
Comme indiqué précédemment, les tronçons de flancs en contre-dépouilles 31 réalisés sur chacune des dents du baladeur 18 le sont par des opérations d'usinage, par exemple de roulage.
On décrira maintenant un exemple de réalisation selon l'invention qui consiste, tout en conservant la conception connue des dents de crabot 28, à supprimer les usinages connus des extrémités ou dents 30 des cannelures 22 du baladeur 18.
Chaque cannelure 22 du baladeur 18 est délimitée latéralement par un flanc axial plan 23, les deux flancs 23 étant ainsi axiaux et parallèles et ne comportant plus de portions ou tronçons divergents ou convergents axialement.
Chaque dent est aussi délimitée radialement vers l'intérieur par une face axiale interne plane 32.
Les moyens complémentaires des tronçons 29 en contre- dépouilles des dents de crabot 28 sont constitués par un évidement 34 qui est formé dans la face interne 32 et dans les flancs latéraux axiaux 23. L'évidement 34 permet le maintien du rapport ou vitesse engagé.
Dans chaque flanc 23, l'évidement 34 est délimité par une courbe 36 tandis qu'il est délimité axialement ou longitudinalement par deux lignes d'extrémités 38.
L'évidement 34 est délimité par une surface ou enveloppe 35 gauche en trois dimensions.
Il n'est pas nécessaire d'usiner l'évidement 34 et celui-ci peut être obtenu directement par exemple par moulage avec une surface ou enveloppe 35 obtenue "brute".
De plus, "l'absence" de matière correspondant à l'évidement 34 n'affecte que très faiblement les surfaces de guidage en coulissement axial 23 du baladeur 18.
Comme on peut le voir notamment à la figure 4, en position engagée, la coopération des dents de crabot 28 avec les extrémités ou dents 30 des cannelures axiales 22 du baladeur 18 s'effectue par pénétration circonférentielle d'au moins une partie des tronçons 29 en contre-dépouilles des dents de crabot 28 à l'intérieur d'un évidement associé et adjacent 34.
Quelle que soit la position axiale relative engagée du manchon baladeur 18 par rapport au pignon 26, il existe toujours au moins un point de contact PC entre un flanc en contre-dépouille 29 d'une dent de crabot 28 et l'enveloppe 35 de l'évidement 34.
Ce point de contact PC peut être unique ou appartenir à une ligne de contact ou à une surface de contact.
En outre, la conception, la forme et les dimensions des surfaces 29 et 35 sont telles que l'angle de pression APB (voir
figure 7) de la dent 30 du baladeur 18 est inférieure à l'angle de pression APC (voir figure 7) de la dent 28 du crabot 26.
Dans l'exemple illustré sur les figures, c'est un même évidement 34 qui débouche transversalement ou circonférentielle- ment dans les flancs axiaux opposés 23.
A titre de variante non représentée, il est possible de prévoir deux évidements 34, un dans chaque flanc latéral 23, et ceci notamment afin d'éviter si nécessaire de fragiliser la dent.
Claims
1. Synchroniseur (12) de boîte de vitesses comportant :
- un moyeu (14) fixé sur un arbre tournant de boîte et qui comporte des cannelures axiales extérieures (16) ;
- un manchon baladeur (18) monté coulissant axialement sur le moyeu (14) et qui comporte des cannelures axiales intérieures
(22) qui sont reçues circonférentiellement entre des cannelures axiales extérieures (16) du moyeu (14), et dont chacune comporte une extrémité axiale conformée en une dent de baladeur (30) ;
- un pignon fou de crabotage (26) comportant une série de dents axiales externes (28) de crabot orientées en direction du manchon baladeur (18),
synchroniseur dans lequel :
- une dent de baladeur (30) est apte à s'engager axialement entre deux dents consécutives de crabot (28) ;
- un tronçon de chaque dent de crabot (28) est délimité latéralement par deux flancs latéraux opposés convergents en contre-dépouilles (29) ;
- chaque dent de baladeur (30) est délimitée radialement par une face axiale interne (32) et latéralement par deux flancs latéraux
(23) comportant chacun des moyens qui, en position engagée, coopèrent avec ledit tronçon d'une dent de crabot adjacente (28) pour constituer un dispositif anti-lâcher,
caractérisé en ce que les moyens complémentaires des tronçons en contre-dépouilles (29) des dents de crabots (28) sont constitués par un évidement (34) formé dans le flanc latéral (23) de la dent de baladeur (22), qui est délimité par une surface ou enveloppe (35) gauche en trois dimensions, et qui s'étend dans face axiale interne (32) de la dent, en étant délimité dans chaque flanc (23) de la dent par une courbe (36),
et en ce que, en position engagée, au moins une portion dudit tronçon d'une dent de crabot (28) est engagée dans un évidement associé (34), ladite portion comportant au moins un point contact (PC) avec l'enveloppe (35) de l'évidement (34).
2. Synchroniseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque flanc latéral (23) de la dent de baladeur (30) est un flan axial plan.
3. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite face axiale interne (32) est une face plane.
4. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un point de contact (PC) appartient à une ligne ou une surface de contact entre ladite portion dudit tronçon d'une dent de crabot (28) et ladite enveloppe (35) d'un évidement (34).
5. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un évidement (34) formé dans les deux flancs latéraux (23) de la dent de baladeur (30) et qui s'étend dans ladite face axiale interne (32).
6. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en chaque point de contact (PC), l'angle de pression (APB) de la dent de baladeur (30) est inférieur à l'angle de pression (APC) de la dent de crabot (28).
Applications Claiming Priority (2)
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| CN117548678B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-03-08 | 烟台东一粉末冶金制造有限公司 | 一种用于同步器齿套的粉末冶金生产线及生产工艺 |
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