FR2772450A1 - MOTOR VEHICLE GEARBOX - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une boîte de vitesses mécanique (10) à au moins deux arbres parallèles primaire (12) et secondaire (27) du type dans lequel l'arbre primaire (12) porte au moins un pignon fou d'un rapport de marche avant (22) et un crabot (18) comportant une bague de crabotage (20) sur laquelle on agit axialement dans un premier sens, et du type dans lequel l'arbre secondaire (27) porte un pignon fixe (40) du même rapport de marche avant, un pignon du rapport de marche arrière (34), et du type dans lequel l'arbre secondaire (27) porte des moyens de crabotage (38) comportant une bague de crabotage (36) sur laquelle on agit axialement dans un second sens opposé au premier et du type dans lequel le passage du rapport de marche avant ou du rapport de marche arrière est commandé par une fourchette commune caractérisée en ce que le pignon de marche arrière (34) de l'arbre secondaire est fou, en ce que le crabot associé au rapport de marche arrière (38) est porté par l'arbre secondaire (27) et en ce que les deux bagues de crabotage (20) et (36) sont solidaires axialement et se déplacent sous l'action de la fourchette commune.The invention provides a mechanical gearbox (10) with at least two parallel primary (12) and secondary (27) shafts of the type in which the primary shaft (12) carries at least one idler gear with a gear ratio. front (22) and a dog clutch (18) comprising a clutch ring (20) on which action is taken axially in a first direction, and of the type in which the secondary shaft (27) carries a fixed pinion (40) of the same ratio gear, a pinion of the reverse gear (34), and of the type in which the secondary shaft (27) carries clutch means (38) comprising a clutch ring (36) on which one acts axially in a second direction opposite to the first and of the type in which the passage of the forward gear ratio or of the reverse gear ratio is controlled by a common fork characterized in that the reverse gear (34) of the secondary shaft is idle, in that the dog clutch associated with the reverse gear (38) is carried by the secondary shaft (27 ) and in that the two clutch rings (20) and (36) are axially integral and move under the action of the common fork.
Description
"Boîte de vitesses de véhicule automobile"
L'invention concerne un agencement de dispositif de marche arrière dans une boîte de vitesses mécanique."Motor vehicle gearbox"
The invention relates to an arrangement of reverse gear in a mechanical gearbox.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de marche arrière d'une boîte de vitesses mécanique à au moins deux arbres parallèles primaire et secondaire du type dans lequel l'arbre primaire porte au moins un pignon fou d'un rapport de marche avant et un crabot comportant une bague de crabotage sur laquelle on agit axialement dans un premier sens, et du type dans lequel l'arbre secondaire porte un pignon fixe du même rapport de marche avant, un pignon du rapport de marche arrière, et du type dans lequel l'arbre secondaire porte des moyens de crabotage comportant une bague de crabotage sur laquelle on agit axialement dans un second sens opposé au premier et du type dans lequel le passage du rapport de marche avant ou du rapport de marche arrière est commandé par une fourchette commune. The invention relates more particularly to a reversing device of a mechanical gearbox with at least two primary and secondary parallel shafts of the type in which the primary shaft carries at least one idler gear of a forward gear ratio and a dog clutch comprising a dog clutch ring which is acted axially in a first direction, and of the type in which the secondary shaft carries a fixed pinion of the same forward gear ratio, a pinion of the reverse gear ratio, and of the type in which the 'secondary shaft carries dog clutch means comprising a dog clutch ring on which one acts axially in a second direction opposite to the first and of the type in which the passage of the forward gear ratio or the reverse gear ratio is controlled by a common fork.
On connaît de nombreuses boîtes de vitesses comportant le pignon fou de cinquième rapport de marche avant sur l'arbre primaire, et portant un pignon du rapport de marche arrière sur l'arbre secondaire. Many gearboxes are known comprising the idler gear of the fifth forward gear on the primary shaft, and carrying a gear of the reverse gear on the secondary shaft.
Le document EP 0.224.407 B1 décrit et représente un exemple de conception d'une telle boîte. The document EP 0.224.407 B1 describes and represents an example of the design of such a box.
Un problème se pose quant à l'optimisation simultanée des différentes caractéristiques de la boîte. II est souhaitable de disposer d'une grille de changements de rapports en forme dite de double H permettant d'éviter les réglages en ayant une course d'engagement du cinquième rapport de marche avant égale et opposée à la course d'engagement du rapport de marche arrière. A problem arises as to the simultaneous optimization of the different characteristics of the box. It is desirable to have a gearshift grid in the form of a double H to avoid adjustments by having an engagement stroke of the fifth forward gear equal and opposite to the engagement stroke of the gear ratio. reverse.
Par ailleurs, les dispositifs de marche arrière sont tributaires de considérations liées au rendement, à I'encombrement, et à la fiabilité de fonctionnement. En effet,
I'optimisation du rendement d'une boîte de vitesses impose le positionnement du pignon fou du cinquième rapport de marche avant sur l'arbre primaire.Furthermore, the reversing devices are dependent on considerations linked to the efficiency, the bulk, and the reliability of operation. Indeed,
Optimizing the efficiency of a gearbox requires positioning the idler gear of the fifth forward gear on the primary shaft.
Les contraintes géométriques liées à l'obtention des rapports de démultiplication interdisent de plus le positionnement du pignon fou en vis à vis du pignon fou du cinquième rapport de marche avant, ceci afin d'éviter un surdimensionnement du carter de la boîte. The geometrical constraints linked to obtaining gear ratios also prohibit the positioning of the idler gear opposite the idler gear of the fifth forward gear, in order to avoid oversizing the gearbox housing.
Enfin, la recherche de fiabilité des mécanismes de commande interne de la boîte rend préférable l'emploi d'une commande commune de crabotage pour le cinquième rapport de marche avant et le rapport de marche arrière, cette condition étant particulièrement délicate à réaliser : En effet, la réalisation du crabotage du rapport de marche arrière sur un arbre intermédiaire de marche arrière rend inévitable l'emploi d'une commande complexe. De même, la réalisation d'un dispositif permettant de désengager un rapport en arrivant au point mort et d'en engager un autre en le quittant entraîne également l'emploi d'une commande complexe, coûteuse, encombrante et présentant des risques de mauvais fonctionnement. Finally, the search for reliability of the internal control mechanisms of the gearbox makes it preferable to use a common dog clutch control for the fifth forward gear and the reverse gear, this condition being particularly difficult to achieve: Indeed , making the interconnection of the reverse gear on an intermediate reverse gear shaft inevitable the use of a complex control. Likewise, the creation of a device making it possible to disengage a report when arriving in neutral and to engage another by leaving it also results in the use of a complex, expensive, bulky command and presenting risks of malfunction. .
Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose une boîte de vitesses du type décrit précédemment, caractérisée en ce que le pignon de marche arrière porté par l'arbre secondaire est fou, en ce que le crabot associé au rapport de marche arrière est porté par l'arbre secondaire, et en ce que les deux bagues de crabotage sont solidaires axialement et se déplacent sous l'action de la fourchette commune. In order to remedy these drawbacks, the invention provides a gearbox of the type described above, characterized in that the reverse gear carried by the secondary shaft is idle, in that the dog associated with the reverse gear is carried by the secondary shaft, and in that the two clutching rings are axially integral and move under the action of the common fork.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- I'une des deux bagues de crabotage comporte une collerette qui est reçue dans une gorge de l'autre bague de crabotage, I'une des deux bagues étant commandée directement par la fourchette
- en variante, les deux bagues de crabotage sont montées tournantes dans une pièce commandée par la fourchette ;
- une face latérale du pignon fixe du rapport de marche avant présente un dégagement qui permet le passage de la bague de crabotage de marche arrière quand il se déplace axialement dans le premier sens
- les bagues de crabotage sont réalisées en matériau à faible coefficient de frottement
- le moyeu du crabot du rapport de marche avant est lié en rotation à l'arbre primaire par des cannelures
- le pignon fixe du cinquième rapport de marche avant et le moyeu du crabot du rapport de marche arrière sont liés en rotation à l'arbre secondaire par des cannelures communes;
- chaque pignon fou est monté tournant sur son arbre par des aiguilles
- le pignon fou du rapport de marche arrière est immobilisé axialement par des rondelles et des anneaux élastiques
- le rapport de marche avant est le rapport de rang le plus élevé de la boîte ;
- le rapport de rang le plus élevé est le cinquième rapport de marche avant.According to other features of the invention
- one of the two interconnection rings has a collar which is received in a groove of the other interconnection ring, one of the two rings being controlled directly by the fork
- as a variant, the two clutching rings are mounted to rotate in a part controlled by the fork;
- a side face of the fixed pinion of the forward gear ratio has a clearance which allows the passage of the reverse gear clutch ring when it moves axially in the first direction
- the dog clutch rings are made of a material with a low coefficient of friction
- the hub of the forward gear dog clutch is linked in rotation to the primary shaft by splines
- The fixed pinion of the fifth forward gear and the hub of the dog clutch of the reverse gear are linked in rotation to the secondary shaft by common splines;
- each idler gear is mounted rotating on its shaft by needles
- the idler gear of the reverse gear is immobilized axially by washers and elastic rings
- the forward gear is the highest row ratio in the gearbox;
- the highest row ratio is the fifth forward gear.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue longitudinale développée en section axiale partielle d'une boite de vitesses représentant un mode de réalisation de l'invention appliquée à une boîte mécanique à cinq rapports de marche avant
- la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle de la figure 1 qui illustre notamment les pignons de cinquième rapport de marche avant et de marche arrière.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a longitudinal view developed in partial axial section of a gearbox representing an embodiment of the invention applied to a mechanical gearbox with five forward gears
- Figure 2 is a detail view on a larger scale of Figure 1 which illustrates in particular the gears of fifth gear forward and reverse.
La boîte de vitesses 10 illustrée à la figure 1 comporte deux arbres parallèles, un arbre primaire 12 et un arbre secondaire 27. La boîte de vitesses 10 comporte aussi un différentiel 50. The gearbox 10 illustrated in FIG. 1 has two parallel shafts, a primary shaft 12 and a secondary shaft 27. The gearbox 10 also has a differential 50.
L'arbre primaire 12 porte, disposés axialement d'avant en arrière un mécanisme d'embrayage 48, le pignon fixe du second rapport de marche avant 14, le pignon fixe du premier rapport de marche avant 16, le synchroniseur 18 du cinquième rapport de marche avant comportant une bague de crabotage 20 et un moyeu 19, le pignon fou du cinquième rapport de marche avant 22, le pignon fixe du quatrième rapport de marche avant 24, et le pignon fixe du troisième rapport de marche avant 26. The primary shaft 12 carries, axially arranged from front to rear a clutch mechanism 48, the fixed gear of the second forward gear 14, the fixed gear of the first forward gear 16, the synchronizer 18 of the fifth gear forward gear comprising a clutch gear 20 and a hub 19, the idler gear of the fifth forward gear 22, the fixed gear of the fourth forward gear 24, and the fixed gear of the third forward gear 26.
L'arbre secondaire 27 porte, disposés axialement d'avant en arrière, le pignon fou du second rapport de marche avant 28, un synchroniseur double des premier et second rapports de marche avant 30, le pignon fou du premier rapport de marche avant 32, le pignon fou du rapport de marche arrière 34, le crabot du rapport de marche arrière 38 comportant une bague de crabotage 36 et un moyeu 37, le pignon fixe du cinquième rapport de marche avant 40, le pignon fou du quatrième rapport de marche avant 42, un synchroniseur double 44 des troisième et quatrième rapports de marche avant, et le pignon fou du troisième rapport de marche avant 46. The secondary shaft 27 carries, axially arranged from front to rear, the idler gear of the second forward gear 28, a double synchronizer of the first and second forward gear 30, the idler of the first forward gear 32, the idler gear of the reverse gear 34, the dog clutch of the reverse gear 38 comprising a dog clutch ring 36 and a hub 37, the fixed gear of the fifth forward gear 40, the idler of the fourth forward gear 42 , a double synchronizer 44 of the third and fourth forward gear, and the idler gear of the third forward gear 46.
Le synchroniseur du cinquième rapport de marche avant 18 illustré sur la figure 2 comporte une bague 20 qui est susceptible d'être commandée dans ses déplacements axiaux par une fourchette (non représentée), une bague en bronze 21 réalisant la synchronisation du pignon fou du cinquième rapport de marche avant 22. The synchronizer of the fifth forward gear 18 illustrated in FIG. 2 comprises a ring 20 which can be controlled in its axial movements by a fork (not shown), a bronze ring 21 synchronizing the idler gear of the fifth forward gear 22.
A la partie inférieure de la figure 2, on reconnaît l'arbre secondaire 27 portant le pignon fou du rapport de marche arrière 34 et le crabot du rapport de marche arrière 38 équipé de sa bague 36 susceptible d'être commandée dans ses déplacements axiaux par une fourchette (non représentée). On reconnaît aussi, dans la partie supérieure de la figure 2,
L'arbre primaire 12 portant le pignon fou du cinquième rapport de marche avant 22 et le synchroniseur du cinquième rapport de marche avant 18 équipé de sa bague 20 susceptible d'être commandée dans ses déplacements axiaux par une fourchette (non représentée). Conformément aux enseignements de l'invention, le synchroniseur 18 et le crabot 38 sont alignés axialement et les bagues 20 et 36 sont solidaires axialement l'une de l'autre pour permettre le déplacement simultané des bagues 20 et 36 sous l'action d'une fourchette de commande commune dans un premier sens axial en direction du pignon fou du cinquième rapport de marche avant 22 ou, dans un second sens opposé, en direction du pignon fou du rapport de marche arrière 34, immobilisé axialement par une rondelle 70 et un anneau élastique 72. La fourchette de commande (non représentée) peut agir indifféremment sur la bague 20 du synchroniseur 18 ou la bague 36 du crabot 38. Les deux bagues 20 et 36 sont rendues solidaires axialement l'une de l'autre par l'intermédiaire d'une collerette 39 de la bague 36 qui est reçue radialement entre les faces latérales opposées d'une gorge radiale interne 41 de la bague 20, les surfaces en contact étant réalisées en un matériau à faible coefficient de frottement.In the lower part of Figure 2, we recognize the secondary shaft 27 carrying the idler gear of the reverse gear ratio 34 and the dog clutch of the reverse gear ratio 38 equipped with its ring 36 capable of being controlled in its axial movements by a fork (not shown). We also recognize, in the upper part of Figure 2,
The primary shaft 12 carrying the idler gear of the fifth forward gear 22 and the synchronizer of the fifth forward gear 18 equipped with its ring 20 capable of being controlled in its axial movements by a fork (not shown). In accordance with the teachings of the invention, the synchronizer 18 and the dog clutch 38 are axially aligned and the rings 20 and 36 are axially integral with one another to allow the simultaneous movement of the rings 20 and 36 under the action of a common control fork in a first axial direction in the direction of the idler gear of the fifth forward gear 22 or, in a second opposite direction, in the direction of the idler gear of the reverse gear 34, axially immobilized by a washer 70 and a elastic ring 72. The control fork (not shown) can act indifferently on the ring 20 of the synchronizer 18 or the ring 36 of the dog clutch 38. The two rings 20 and 36 are made axially integral with one another by the intermediate a flange 39 of the ring 36 which is received radially between the opposite lateral faces of an internal radial groove 41 of the ring 20, the contacting surfaces being made of a material with low c friction coefficient.
Un dégagement est assuré entre d'une part le synchroniseur 18 et une partie 68 du carter 62 de la boîte portant un roulement de l'arbre primaire 12 et, d'autre part, le crabot 38 et la face latérale 64 du pignon fixe de cinquième rapport de marche avant 40. Cette disposition permet un gain de place considérable. A clearance is provided between on the one hand the synchronizer 18 and a part 68 of the casing 62 of the box carrying a bearing of the primary shaft 12 and, on the other hand, the dog clutch 38 and the lateral face 64 of the fixed pinion of fifth forward gear 40. This arrangement saves considerable space.
Le fonctionnement de l'engagement du cinquième rapport de marche avant et du rapport de marche arrière selon l'invention est le suivant
Pour engager le cinquième rapport de marche avant,
I'utilisateur déplace la fourchette (non représentée) axialement en direction du pignon fou du cinquième rapport de marche avant 22. Cette action a pour effet de comprimer la bague en bronze 21 qui entraîne en rotation le pignon fou 22 à la même vitesse que l'arbre primaire 12, puis la denture intérieure de la bague 20 réalise une liaison axiale entre la denture du moyeu 19 du synchroniseur 18 et la denture du pignon fou 22 qui est lié en rotation avec le pignon fixe du cinquième rapport de marche avant 40 situé sur l'axe secondaire 27. Simultanément, le crabot 38 se déplace vers le dégagement prévu à cet effet.The operation of the engagement of the fifth forward gear and the reverse gear according to the invention is as follows
To engage the fifth forward gear,
The user moves the fork (not shown) axially in the direction of the idler gear of the fifth forward gear 22. This action has the effect of compressing the bronze ring 21 which rotates the idler gear 22 at the same speed as the primary shaft 12, then the internal toothing of the ring 20 makes an axial connection between the toothing of the hub 19 of the synchronizer 18 and the toothing of the idler gear 22 which is linked in rotation with the fixed gear of the fifth forward gear 40 located on the secondary axis 27. Simultaneously, the dog clutch 38 moves towards the clearance provided for this purpose.
Pour engager le rapport de marche arrière, I'utilisateur déplace la fourchette (non représentée) axialement dans la direction du pignon fou du rapport de marche arrière 34. To engage the reverse gear, the user moves the fork (not shown) axially in the direction of the idler gear of the reverse gear 34.
Simultanément, le synchroniseur 18 se déplace vers le dégagement prévu à cet effet. La denture intérieure de la bague 36 réalise une liaison axiale entre la denture du moyeu 37 du crabot 38 et une denture 33 du pignon fou de marche arrière 34. Le pignon fixe de marche arrière 34 porte en effet deux dentures, I'une 33 située sur un épaulement de petit diamètre du pignon 34 et qui permet le crabotage du pignon 34, L'autre 35 située sur le grand diamètre du pignon 34 et étant toujours liée en rotation avec un pignon intermédiaire du rapport de marche arrière (non représenté), lié en rotation avec l'arbre primaire 12 et qui permet d'inverser le sens de rotation de l'arbre secondaire 27.Simultaneously, the synchronizer 18 moves towards the clearance provided for this purpose. The internal toothing of the ring 36 makes an axial connection between the toothing of the hub 37 of the dog clutch 38 and a toothing 33 of the idler reverse gear 34. The fixed reverse gear 34 indeed has two teeth, one located 33 on a shoulder of small diameter of the pinion 34 and which allows the clutching of the pinion 34, the other 35 located on the large diameter of the pinion 34 and being always linked in rotation with an intermediate pinion of the reverse gear ratio (not shown), linked in rotation with the primary shaft 12 and which allows the direction of rotation of the secondary shaft 27 to be reversed.
A titre de variante (non représentée), une pièce intermédiaire de commande peut être prévue dans laquelle la bague 20 du synchroniseur 18 et la bague 36 du crabot 38 sont montées tournantes et sur laquelle agit la fourchette de commande (non représentée). As a variant (not shown), an intermediate control part may be provided in which the ring 20 of the synchronizer 18 and the ring 36 of the dog clutch 38 are mounted so that they rotate and on which the control fork acts (not shown).
La transmission de puissance entre l'arbre primaire 12 le synchroniseur 18 et le pignon fixe 24 est assurée par des cannelures 58, et la transmission de puissance entre l'arbre secondaire, le pignon fixe 40 et le crabot 38 est assurée par des cannelures 54. Enfin, le pignon fous 22 de l'arbre primaire 12 est monté sur un roulement à aiguilles 60 et les pignons fous 28, 32, 34, 42, 46 de l'arbre secondaire 27 sont montés sur des roulements à aiguilles 52, permettant ainsi la transmission des efforts radiaux de denture, les efforts axiaux étant repris par des roulements à une rangée de billes à contact radial 66 de l'arbre primaire et 68 de l'arbre secondaire 27. The power transmission between the primary shaft 12 the synchronizer 18 and the fixed pinion 24 is provided by splines 58, and the power transmission between the secondary shaft, the fixed pinion 40 and the dog clutch 38 is provided by splines 54 Finally, the idler pinion 22 of the primary shaft 12 is mounted on a needle bearing 60 and the idler pinions 28, 32, 34, 42, 46 of the secondary shaft 27 are mounted on needle bearings 52, allowing thus the transmission of the radial teeth forces, the axial forces being taken up by single row bearings of radial contact 66 of the primary shaft and 68 of the secondary shaft 27.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20120831 |