Brevet FR2464161A1 — publié le 19810306

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Daniel SCHILER, est relative à un dispositif de commande de boite de vitesses à plusieurs rapports et une marche arrière, comportant des coulisseaux paral- lèles et espacés, notamment au nombre de trois, chaque coulisseau portant une fourchette-et étant monté coulis- sant dans le carter de boite de vitesses sous l'action d'un organe de sélection, la commande de la marche arrière et d'un rapport associé, notamment le plus élevé, étant assurée à partir d'un même coulisseau auquel est liée, en translation, la fourchette commandant le susdit rapport associé. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, une boite de vitesses à cinq rapports, dans laquelle la commande de la marche arrière et du cinquème rapport est assuréeà partir du même coulisseau. L'invention a pour but, surtout, de rendre le dispositif de commande tel qu'il réponde mieux que jusqu'à ce jour aux diverses exigences de la pratique et notanment tel qu'il permette de réaliser d'une manière simple et économique, la commande de la marche arrière, sous un encombrement réduit de la boite de vitesses,notam- ment suivant la direction des coulisseaux. Selon l'invention, un dispositif de commande de boite de vitesses tel que défini précédemment, est caractérisé par le fait qu'il comprend une pièce intermédiaire montée libre en translation sur le -coulisseau du rapport associé à la marche arrière, et propre à coopérer avec un organe basculant pour la commande de la marche arrière, cette pièce intermédiaire pouvant être déplacée par l'organe de sélection relativement au coulisseau et que des moyens de verrouillage et de billage sont prévus entre la pièce et le carter de boite de vitesses, ces moyens étant agencés pour, d'une part, bloquer les coulisseaux et retenir la pièce intermédiaire lorsque la marche-arrière est engagée, et, d'autre part, bloquer la pièce intermédiaire lorsqu'un autre rapport est engag&. La pièce intermédiaire comporte une encoche propre à coopérer avec l'organe de sélection formé par un doigt, tanais que les coulisseaux sont équipés de manchons liés en translation à ces coulisseaux, et éven- tuellement confondus avec le manchon de la fourchette portéepar le coulisseau, chaque manchon comportant une extension transversale dans laquelle est prévue une encoche pour coopérer avec le doigt de sélection; la pièce intermédiaire et les extensions des manchons sont agencées de telle sorte que les encoches, lorsque la bofte de vitesses est au point mort, sont superposées suivant une direction sensiblement orthogonale à un plan passant par les axes parallèles d'au moins deux coulis- seaux, de manière à permettre le passage du doigt de sélection d'une encoche à l'autre par une translation suivant cette direction. De préférence, la pièce intermédiaire et l'ex- tension du manchon portée par le coulisseau sur lequel est montéela pièce intermédiaire, sont agencées de telle manière que, dans la position de point mort de la boite de vitesses, les encoches de la pièce intermédiaire et de l'extension du susdit manchon se trouvent à chaque extrémité de la superposition d'encoches, de telle sorte que, pour la commande du passage des vitesses, les posi-. tions du levier de commande correspondant à la marche arrière et au rapport associé, notamment le cinquième, sont éloignées l'une de l'autre au maximum. Avantageusement, la pièce intermédiaire a la forme d'un anneau fermé à contour sensiblement rectan- gulaire et comportant deux pattes orthogonales au coulisseau et munies d'ouvertures traversées par ce coulisseau,ces pattes étant reliées, d'un côté, par une entretoise portant la susdite encoche et, du côté opposé, par une partie dans laquelle est prévu un trou propre à coopérer avec une extrémité de l'organe basculant. Les moyens de verrouillage et de billage entre la pièce intermédiaire et le carter de boite de vitesses comprennent, de préférence, un prolongement formant une sorte d'appendice, sensiblement parallèle au coulisseau, ce prolongement étant solidaire d'une des pattes de la pièce intermédiaire, ledit prolongement comportant des évidements en des endroits appropriés. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une coupe trans- versale, simplifiée d'une boite de vitessesà cinq rapports et une marche arrière, équipée d'un dispositif de commande conforme à l'invention, en position point mort. La figure 2 est le schéma de la grille de commande des vitesses. La figure 3 est une coupe suivant III-III, figure 1, en position marche arrière engagée. La figure 4 est une vue agrandie, suivant la flèche IV figure 1, de la pièce intermédiaire. La figure 5 est une coupe suivant V-V figure 4. La figure 6, enfin, est une vue suivantla flèche VI, figure 4. En se reportant aux dessins, et plus particulière- ment aux figures 1 et 3, on peut voir un dispositif de com- mande d'une boite de vitesses,pour véhicule automobile, à cinq rapports et une marche arrière.Le dispositif comprend, monté dans le carter 1, de la boite de vitesses,trois cou- lisseaux parallèles 2,3,4 se succédant de droite à gauche sur la fig.1,dont les axes sont co-planaires;les coulis- seaux sont espacés les uns des autres.Chaque coulisseau 2, - 3,4 porte une fourchette associée 5,6,7, respectivement pour l'engagement des premier et deuxième rapports, troisième et quatrième rapports, et cinquième rapport. Les coulisseaux 2, 3 et 4 sont montés coulissants dans le carter 1 et peuvent être déplacés sous l'action d'un organe de sélection formé par un doigt 8 parallèle au plan des axes des coulisseaux- Le doigt 8 est solidaire d'une tringle de commande A montéedans le carter 1 de manière à pouvoir coulisser suivant la direction de son axe géométri- que et à pouvoir tourner autour de cet axe. La tringle A est orthogonale, ou sensiblement orthogonale, au plan des axes des coulisseaux. La commande des mouvements de la tringle A est effectuée, à partir d'un levier, ac- tionné par le conducteur, à l'aide d'une tringlerie, d'une manière classique. La commande de la marche arrière et du cinquième rapport est assurée à partir du même coulisseau 4 auquel est liée en translation la fourchette 7 commandant le cinquième rapport Les fourchettes 5 et 6 sont liées en translation, respectivement aux coulisseauX 2 et 3. A partir de la position représentée sur la figure 3, le déplacement du coulisseau'2, dans un sens, commande le-passage du premier rapport, tandis que le déplacement du coulisseau dans l'autre sens commande le passage du deuxième rapport; il en est de même pour le coulisseau 3 et les troisième et quatrième rapports. Le dispositif de commande comprend, selon l'in- vention, une pièce intermédiaire 9 montée libre en translation sur le coulisseau 4 du cinquième rapport associé à la marche arrière; cette pièce 9 est propre à coopérer avec un organe basculant 10 (fig. 1) pour la commande du baladeur 11 de marche arrière. L'organe 10 peut basculer autour d'un axe 12 solidaire du carter. La pièce intermédiaire 9 peut être déplacée par le doigt de sélection 8, comme il sera expliqué plus loin en détail, relativement au coulisseau 4 qui reste immobile. Des moyens V de verrouillage et de billage (fig.3) sont prévus entre la pièce 9 et le carter 1. La pièce intermédiaire 9 comporte une encoche 13 (figure 1, 4 et 5) propre à *coopérer, c'est-à-dire à recevoir le doigt de sélection 8. Le coulisseau 2 est équipé d'un manchon 14, formé par celui de la fourchette 5; les coulisseaux 3 et 4 sont équipés de manchons 15, 16, distincts de ceux des fourchettes 6 et 7, et situés au même niveau que le manchon 14, suivant la direction longitudinale des coulisseaux. Les manchons sont liés en translation, respectivement, avec les coulisseaux sur lesquels ils sont montés. Chaque manchon porte une extension transversale, respectivement 14a,- 15a, 16a (fig. 1) dans laquelle est prévue, respectivement, une encoche 14b, 15b, 16b pour coopérer avec le doigt de sélection 8. Les extensions des manchons et la pièce inter- médiaire 9 sont agencées de telle sorte que, lorsque la boîte de vitesses est au point mort (position de la figure 1),les encoches 14b, 15b, 16b et 13 sont super- posées suivant une direction D orthogonale ou sensible- ment orthogonale au plan passant par les axes des coulisseaux. Le doigt de sélection 8,qui est engagé dans au moins une des encoches, peut alors passer de cette encoche dans l'une quelconque des autres encoches par translation suivant la direction D;,cette translation est obtenue par coulissement de la tringle A suivant son axe. On comprend que l'entraînement en translation de l'un des manchons ou de la pièce 9, par le doigt de sélection 8,est obtenu par rotation de la tringle A autour de son axe géométrique; le doigt 8 coopère, alors, avec un des bords de l'encoche dans laquelle il est engagé, et déplace, suivant une direction parallèle aux axes géométriques des coulisseaux, un des manchons ou la pièce 9. La pièce intermédiaire 9 et l'extension 16a du manchon 16, porté par le coulisseau 4, sont agencées comme visible sur la figure 1, de telle sorte que dans la position point mort, l'encoche 13 de la pièce 9 et l'encoche 16b du manchon 16 se trouvent à chaque extrémité de la superposition des encoches. Dans la représentation de la figure 1,-l'encoche 13 se trouve à l'extrémité supérieure de la superposition, tandis que l'encoche 16b se trouve à l'extrémité infé- rieure. De cette manière, pour la commande du passage des vitesses, les positions du levier correspondant à la cinquième et à la marche arrière (AR) sont éloignées au maximum l'une de l'autre; selon la représentation de la grille des vitesses de la figure 2, la marche AR est obte- nue par déplacement latéral vers l'extrémité gauche du levier puis, en poussant vers l'avant,tandis que le cin- quième rapport est obtenu en déplaçant latéralement vers l'extrémité droite le levier puis en poussant vers l'avant. La position point-mort du levier se trouve entre le troisième et le quatrième rapports, tandis que, de manière classique, les premier et deuxième rapports sont situés à gauche de la position point mort comme représenté sur cette figure 2. Comme visible sur les figures 4 à 6, la pièce in- termédiaire 9 a la forme d'un anneau fermé à contour sen- siblement rectangulaire. Le plan moyen> P (fig.5), de cet anneau forme un angle légèrement inférieur à 900 avec le plan des axes des coulisseaux 2, 3 et 4. Cet anneau fermé comporte deux pattes 17, 18 situées, respectivement, dans des plans parallèles et orthogonaux au coulisseau 4. Ces pattes 17, 18, sont munies d'ouvertures circulaires 19, 20, destinées à être traver- sées par le coulisseau. Les pattes sont reliées d'un côté, par une entretoise 2-1 destinée à se trouver, par rapport au plan des axes des coulisseaux 2, 3 et 4,du côté opposé à l'organe basculant 10 (fig. 1). La réunion de l'entre- toise 21 et des pattes 17, 18 peut être assurée,par exemple, par soudage. L'encoche 13, comme bien visible sur la figure 4, est prévue dans cette entretoise 21; l'ex- trémité ouverte de cette encoche 13 a une forme évasée limitée par des chanfreins 13a,de préférence à 45 . Du côté opposé à l'entretoise 21, les pattes 19 et 20 sont reliées par une partie 22 comprenant une zone centrale 23 dont le plan est sensiblement parallèle à celui de-l'entretoise 21 et deux zones latérales 24, 25 inclinées par rapport à la zone 23 et reliant cette der- nière aux pattes 17, 18. L'ensemble de ces pattes 17, 18 et de la partie 22 constitue, de préférence, une seule et même pièce ayant sensiblement la forme d'un U dont les branches correspondent aux pattes 17, 18. La zone centrale 23 comporte, en son milieu, un trou circulaire 26 dans lequel est engagée la tête 27 de l'organe basculant 10. La partie 22, comme visible notamment sur la figure 5, est décalée par tapport à l'entretoise 21 suivant une direction à parallèle aux intersections des plans de l'entretoise 21 et des pattes 17, 18. Les pattes 17, 18, sont suffisamment longues, suivant une direction orthogonale à un plan passant par les axes des coulisseaux,pour encadrer les extensions 14a, l5a, 16a des manchons; l'entretoise 21 se trouve, comme visible sur la figure 1,au-delà de ces extensions, relativement au plan des axes des coulisseaux. L'écartement E7de ces pattes 17, 18 suivant la direction longitudinale des coulisseaux est suffisant pour per- mettre,d'une part,au manchon 16 (fig. 3), qui est compris entre ces pattes, de se déplacer aveq le coulisseau 4, par rapport à ces pattes, d'une amplitude telle que la commande du cinquième rapport à partir du point mort soit possible, et d' autre part, un déplacement suffisant de la pièce 9 par rapport au manchon 16 et au coulisseau 4, pour la commande de la marche arrière à partir du point mort. Les moyens de verrouillage et-de billage V entre la pièce intermédiaire 9 et le carter 1 de la boîte de vitesses comprennent un prolongement 28, de la pièce 9, formant une sorte d'appendice (figures 3, 4 et 6) s'éten- dant parallèlement au coulisseau. Ce prolongement 28 est solidaire de la patte 18 et est sensiblement orthogonal au plan de cette patte 18; le prolongement 28 est formé par une languette découpée dans la patte 18 et courbée vers l'extérieur, sensiblement à 900 de manière à pouvoir s'engager dans une sorte de logement 29 (fig. 3) prévu dans la paroi transversale d'extrémité du carter 1. Le prolongement 28 comporte, du côté opposé aux coulisseaux 2 à 4, deux évidements30, 31, propres à coopérer avec une bille 32 potssée élastiquement par un ressort 33 vers 1' évidement. Cette bille 32 est disposée dans un logement du carter 1 ce manière à être arrêtée par ce carter, suivant la direction des coulisseaux. La coopé- ration de cette bille 32 et d'un des évidements 30, 31 permet le maintien de la pièce 9 dans la position corres- pondante. Les deuy évidements 30, 31, sont séparés par une distance 1 (fig.4) égale au déplacement de la pièce 9 entre la position de marche arrière engagée et la position neutre de cette pièce 9. L'autre côté du prolongement 28, tourné vers les coulisseaux,comporte un seul évidement 34 prévu au niveau longitudinal de l'évidement 30, c'est-à-dire au voisi- nage de l'extrémité du prolongement 28. Cet évidement 34 vient coopérer, lorsque l'évidement 30 arrive au niveau de la bille 32, avec des moyens de verrouillage 35 (fig.3)formés par unalignement jointif de pions de plus fort diamètre tels que 36 pouvant coulisser dans des logements du carter et de pions 37 de plus petit diamètre, traver- sant des passages prévus dans les coulisseaux. L'alignement des pions 36, 37 est orienté perpen- diculairement aux axes des coulisseaux; chaque pion 36 peut coopérer soit avec un évidement,semblable à 34, prévu dans la paroi d'un coulisseau. soit avec la surface cylindri- que extérieure ce ce coulisseau. L'ensemble des moyens de verrouillage 35 est agencé de telle sorte que lorsque l'évidement 34 et les évidements des coulisseaux sont alignés suivant une direction perpen- diculaire à celle des coulisseaux (point mort) il est pos- sible de déplacer l'un des coulisseaux ou la pièce 9. Toutefois, dès que l'un des coulisseaux ou la pièce 9 a été déplacé, il n'y a plus alignement des évidements 34 et les pions empilés 36, 37 sont bloqués et empêchent tout déplacement d'un autre coulisseau et/ou de la pièce 9. Dans la position représentée sur la figure 3, correspondant à l'engagement de la marche AR, le pion supérieur 36 est en appui contre la surface extérieure du prolongement 28 et l'empilage de pions 36, 37 est en butée à chacune de ses extrémités respectivement contre le prolongement 28 et contre l'évidement prévu dans le coulisseau 2. En outre, les pions 36, 37 sont bout-à-bout et ne peuvent donc se déplacer suivant la direction de leur axe. Les coulisseaux 2 à 4 sont ainsi bloqués. Ce n'est que lorsque l'évidement 34 vient au droit du pion 36, qu'il est possible de déplacer l'un des autres coulisseaux, ce déplacement provoquant le verrouillage des autres coulisseaux et de la pièce 9. D'autres moyens de billage sont prévus pour coopérer avec des évidements tels que 38 (fig. 3) prévus dans les coulisseaux et correspondant à l'enga- gement d'un rapport ou à la position point mort. Ceci étant, le fonctionnement du dispositif de commande de boite de vitesses, selon l'invention, est le suivant. Le fonctionnement ne sera décrit que pour l'en- gagement du cinquième rapport et pour l'engagement de la marche AR, le passage des autres rapports étant clas- sique - Pour le passage du cinquième rapport, le doigt de sélection 8 est amené dans l'encoche 16b du manchon 16, par translation de la tige A suivant la direction de son axe géométrique (fig. 1). Ce mouvement correspond à un déplacement transversal vers la droite, selon la grille de la figure 2, du levier de commande. L'entraînement du manchon 16, du coulisseau 4 et de la fourchette 7 vers le haut de la figure 3 est obtenu par rotation de la tige A autour de son axe ce qui provoque un déplacement du doigt 8 dans un plan perpendiculaire à cette tige A. Lors de ce passage du cinquième rapport, la pièce 9 occupe une position telle que la bille 32 soit en appui dans l'évidement 30. Le retour au point mort est obtenu par le mouve- ment inverse du doigt de sélection 8. Pour l'engagement de la marche arrière, alors que tous les manchons et la pièce 9 se trouvent en posi- tion point mort, le doigt de sélection 8 est introduit, par déplacement de la tige A en translation suivant son axe géométrique, dans l'encoche 13 de la pièce 9 (fig. 1). Puis, une rotation de la tige A autour de son axe provoque un déplacement en rotation du doigt de sélection 8 dans un plan perpendiculaire à cet axe, cette rotation entraînant un déplacement de la pièce 9 parallèlement au coulisseau 4, vers le haut quand on regarde la figure 3. La bille 32 passe de l'encoche 30 à l'encoche 31. La position représentée sur la figure 3 correspond à la marche AR engagée. Au cours de ce déplacement de la pièce 9, la tête 27 de l'organe basculant 10 est entraînée par la paroi du trou circulaire 26 de la pièce 9. L'organe basculant 10 pivote autour de l'axe 12 et déplace le baladeur 11 de manière à permettre l'engagement de la marche arrière. Le pion 36 qui se trouvait, pbur la position point mort de la pièce 9, en appui contre l'évidement 34,se trouve, maintenant, en appui contre la surface extérieure du prolongement 28 ce qui, comme expliqué précédemment, assure le verrouillage des trois autres couliseaux 2, 3, 4. Le dispositif de l'invention permet donc d'assurer la commande de la marche AR et du cinquième rapport, à partir du même coulisseau 4 d'une manière simple, sans nécessiter une augmentation de l'encombrement du carter de boite de vitesses suivant la direction des coulisseaux. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de boite de vitesses à plusieurs rapports et une marche arrière, comportant des coulisseaux parallèles et espacés, notamment au nombre de trois, chaque coulisseau portant une fourchette et étant monté coulissant dans le carter de boite de vitesses sous l'action d'un oi7gane de sélection, la commande de la marche arrière et d'un rapport associé, notamment le plus élevé, étant assurée à partir d'un même coulisseau auquel est liée,en translation, la fourchette commandant le susdit rapport associé, caractérisé par le fait qu'il comprend une pièce intermé- diaire montée libre en translation sur le coulisseau du rapport associé à la marche arrière, et propre à coopérer avec un organe basculant pour la commande de la marche arrière, cette pièce intermédiaire pouvant être déplacée par l'organe de sélection relativement au coulisseau et que des moyens de verrouillage et de billage sont prévus entre la pièce et le carter de boite de vitesses, ces moyens étant agencés pour, d'une part, bloquer les coulisseaux et retenir la pièce intermédiaire lorsque la marche arrière est engagée, et, d'autre part, bloquer la pièce intermédiaire lorsqu'un autre rapport est engagé. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la pièce intermédiaire comporte une encoche propre à coopérer avec l'organe de sélection formé par un doigt, tandis que les coulisseaux sont équipés de manchons liés en translation à ces coulisseaux, et éventuellement confondus avec le manchon de la fourchette portée par le coulisseau, chaque manchon comportant une extension transversale dans laquelle est prévue une encoche pour coopérer avec le doigt de sélection, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire et les extensions des manchons sont agencées de telle sorte que les encoches, lorsque la boite de vitesses est au point mort, sont superposées suivant une direction sensible- ment orthogonale à un plan passant par les axes paral- lèles d'au moins deux coulisseaux, de manière à permettre le passage du doigt de sélection d'une encoche à l'autre par une translation suivant cette direction. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que la pièce intermédiaire et l'extension du manchon portée par le coulisseau sur lequel est montée la pièce intermédiaire, sont agencées de telle manière que, dans la position de point mort de la boite de vitesses, les encoches de la pièce intermédiaire et de l'extension du susdit manchon se trouvent à chaque extrémité de la superposition d'encoches; de telle sorte- que, pour la commande du passage des vitesses, les posi- tions- du levier de commande correspondant à la marche arrière et au rapport associé, notamment le cinquième, sont éloignées l'une de l'autre au maximum. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire a la forme d'un anneau fermé à contour sensiblement rectangu- laire et comportant deux pattes orthogonales au coulis- seau et munies d'ouvertures traversées par ce coulisseau, ces pattes étant reliées, d'un côté, par une entretoise portant la susdite encoche et, du côté opposé, par une partie dans laquelle est prévu un trou propre a coopérer avec une extrémité de l'organe basculant. 5. Dispositif selon la. revendication 4 caractérisé par le fait que les moyens de verrouillage et de billage entre la pièce intermédiaire et le carter de boite de vitesses compren- nent un prolongement formant une sorte d'appendice, sen- siblement parallèle au coulisseau, ce prolongement étant solidaire d'une des pattes de la pièce intermé- diaire, ledit prolongement comportant des évidements en des endroits appropriés. 6. Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé par le fait que le prolongement comporte, du côté opposé au coulisseau, deux évidements propres à coopérer avec une bille poussée élastiquement et arrêtée par le carter suivant la direction des coulisseaux, ces deux évidements étant séparés par une distance égale au déplacement de la pièce intermédiaire entre la position de marche arrière et la position neutre, le sus- dit prolongement comportant du côté tourné vers les cou- lisseaux un seul évidement prévu au voisinage de l'ex- trémité de ce prolongement et propre à coopérer avec des moyens de verrouillage formés notamment par un alignement de pions. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, pour boîte de vitesses à cinq rapportset une marche arrière, caractérisé par le fait que la commande de la marche arrière et du 5ème rapport est assurée à partir du même coulisseau.