Brevet FR2476346A1 — publié le 19810821

La présente invention se rapporte à un dispositif d'interdiction de l'enclenchement de la marche arrière par un levier de changement de vitesses de véhicule automobile, no- tamment pour une boite de vitesses à coulisseau unique dans laquelle le levier tourillonne dans un croisillon comportant des axes d'articulation, contenus dans un même plan, et se croisant à 90 (joint universel), dont l'un sert pour la sé- lection du groupe de rapports et l'autre, perpendiculaire au premier, pour l'enclenchement du rapport dans le groupe sé- lectionné. On connaît déjà, en de nombreuses variantes, dans les bottes de vitesses de véhicules automobiles des dispositifs de blocage servant à empêcher l'enclenchement involontaire de la marche arrière. C'est ainsi qu'on connaît, par exemple, par les DE-AS 20 04 249 et 19 19 785 ainsi que par le brevet français 1 276 931, des dispositifs de blocage dans lesquels la butée d'arrêt du verrou se trouve soit sur un carter ou boîtier fixe, soit sur un coulisseau mobile en translation a- xiale. Cette disposition a principalement pour inconvénient que, lors du mouvement d'enclenchement du rapport, des éléments du dispositif d'enclenchement du rapport glissent les uns sur les autres et engendrent de cette façon un frottement. Il s'a- git ici d'un frottement entre le verrou et la butée fixe qui se produit en raison du glissement du verrou sur la butée lors du mouvement d'enclenchement consécutif, par exemple exécuté dans le sens inverse. Lorsqu'au moment de l'enclenchement, il s'exerce en supplément une force dirigée vers la butée, soit sous l'action d'un ressort qui fixe le plan de la manoeuvre d'enclenchement, soit sous l'action d'une force manuelle exer- cée par le conducteur, ce frottement peut engendrer un "racle- ment" de l'enclenchement, ce qui est nuisible au confort Par ailleurs, on connaît, par les DE-OS 15 30 523 et DE-AS 16 30 407, des modes de montage du levier de vitesse dans lesquels un verrou agit dans la direction axiale du cou- lisseau de la boîte de vitesses. Dans ces dispositifs de ma- noeuvre déjà connus, le levier est en appui, d'une part dans le boîtier de palier ( pour commander la translation du cou- lisseau) et, d'autre part, dans un doigt de guidage (pour permettre la rotation du coulisseau). La conception connue du levier de vitesse ou du ver- rou présente l'inconvénient de ne pas permettre de limiter dans la mesure désirée le mouvement de rotation du coulisseau. Enfin, on connaît, par la DE-AS 21 53 498 une articu- lation de levier de botte de vitesses comportant un joint uni- versel. Cette articulation comporte certes un verrouillage qui fixe les différents plans de manoeuvre à sélectionner mais el- le ne comporte pas de limitation du plan de sélection. Par ailleurs, l'articulation connue du levier de vitesses ne com- porte pas de blocage devant être libéré par une manoeuvre ac- tive du conducteur et interdisant ainsi l'enclenchement invo- lontaire de la marche arrière. Le verrouillage représenté ne peut pas être transformé en un blocage sans une modification du principe de l'articulation. Le but de l'invention est donc de perfectionner une articulation de levier de vitesses utilisant un joint universel de telle manière qu'elle puisse garantir avec des moyens sim- ples essentiellement un blocage fiable interdisant l'enclen- chement involontaire de la marche arrière. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que le croisillon porte une contre-butée qui s'oppose à l'enclenchement de la marche arrière et qui coopère avec une butée montée sur le levier de vitesses et actionnée à la main. L'invention crée d'une façon simple un blocage ef- ficace contre l'enclenchement de la marche arrière qui évite en même temps tout frottement indésirable entre des pièces du dispositif d'enclenchement pendant la manoeuvre d'enclenche- ment. L'utilisation selon l'invention d'une butée et d'une contre-butée sur l'articulation du levier de vitesse remplit donc la condition, exigée des boîtes de vitesses à coulisseau unique, que le coulisseau doit être bloqué de façon à ne pas tourner au-delà d'un certain anale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la butée et la contrebutée coopè5rent dans le plan de sélection des groupes de rapports de telle manière que le plan de sélec- tion reste libre pour la sélection des groupes de rapports de marche avant et que la contre-butée et la butée n'entrent en contact que juste avant d'atteindre le plan d'enclenchement de la marche arrière. Suivant une forme avantageuse de réalisation de l'in- vention, la contre-butée et la butée servent en même temps à déterminer le plan d'enclenchement pour l'un des deux groupes de rapports de marche avant, de préférence le plan d'enclen- chement des rapports 1 et 2. De cette façon, on obtient avan- tageusement en même temps une limitation nette du plan d'en- clenchement qui facilite pour le conducteur la recherche du plan d'enclenchement désiré (par exemple le plan d'enclenche- ment des rapports 1 et 2) et facilite ainsi considérablement le passage du rapport. Selon une forme préférée de réalisation pratique de l'invention la contre butée a la forme d'une came et est d'u- ne seule pièce avec le croisillon, auquel cas on utilise avan- tageusement comme butée une goupille de blocage qui traverse le levier de vitesse dans la direction transversale et qui est montée de manière à pouvoir se déplacer dans la direction lon- gitudinale de ce levier de vitesses en étant guidée dans une lumière. Ce principe permet de réaliser le dispositif de blo- cage suivant l'invention sous une forme aussi efficace que simple, exempte de pannes et peu coûteuse. Les caractéristiques et avantages de l'invention ap- parattront plus clairement au cours de la description qui va suivre, de modes de réalisation représentés aux dessins anne- xés et donnés uniquement à titre d'exemples. Sur ces dessins - la Fig. 1 montre la partie avant d'une boite de vi- tesses à coulisseau unique, en coupe longitudinale verticale - la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1 - la Fig. 3 montre une forme de réalisation légère- ment modifiée, en partie en coupe (correspondant à la Fig.2) et en partie en élévation; - la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3. La Fig. 1 montre en coupe longitudinale la partie a- vant d'une botte de vitesses pour véhicule automobile. Toute- fois le mécanisme proprement dit de la botte de vitesses, qui comporte les pignons, n'est pas représenté, puisque l'inven- tion ne se rapporte pas à ces éléments. Sur les Fig. 1 et 2, la référence 10 désigne la partie avant du carter de la botte de vitesses. Dans la partie inférieure du carter 10, est mon- té l'arbre de sortie de la botte,désigné par la référence 11, qui comporte, sur son extrémité se prolongeant hors du carter de la botte, des cannelures 12 servant à établir la liaison d'entraînement en rotation avec l'arbre de transmission ou ar- bre à cardan (non représenté) du véhicule. Un coulisseau uni- que 14 de la botte de vitesses est supporté en 13 dans la par- tie supérieure du carter 10 de la botte mais est libre en ro- tation et en translation dans la direction de la flèche 15. A l'extrémité avant du coulisseau 14 est fixé, au moyen d'une goupille 16, un bras 17 qui porte un tourillon 18 à son extré- mité supérieure. Comme le montrent les Fig. 2 et 3, le touril- lon 18 est engagé entre les deux extrémités 19 et 20 formant branches de fourche d'un levier de vitesse qui est désigné dans son ensemble par la référence 21. Le levier 21 qui de façon connue est composé de plu- sieurs pièces et est creux dans sa partie médiane et dans sa partie supérieure, porte un pommeau 22 à son extrémité supé- rieure. Au-dessous du pommeau 22 se trouve un bouton à tirer ou tirette 23 qui sert à actionner le dispositif de blocage de marche arrière de la botte de vitesses qui sera décrit plus complètement dans la suite. Le bouton 23 est monté coulissant le long de la partie 24 du levier de vitesses et comporte un tenon de guidage 25 qui est engagé dans une fente de guidage du levier 24. Le tenon de guidage 25 sert en même temps à an- crer un câble de traction 26 qui est bloqué dans le bouton 23 au moyen d'une vis de serrage 27. A son extrémité frontale supérieure, le bouton 23 est en contact avec un raccord à vis 28 qui est poussé à son extrémité supérieure par un ressort de compression 29. On ne peut donc faire coulisser le bouton ou tirette 23 vers le haut, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 30 qu'en surmontant la résistance du ressort de com- pression 29. La région médiane du levier 21 est entourée d'une manchette de caoutchouc 31 formant soufflet, comme on peut le voir sur la Fig.2. Une deuxième manchette de caoutchouc 32 entoure l'articulation du levier de vitesses, qui est désignée dans son ensemble par la référence 33 et sera décrite dans la suite de façon plus détaillée. Les deux manchettes de caout- chouc 31 et 32 sont maintenues au-dessus du tunnel de trans- mission 34 par l'habillage 35 de ce tunnel. Ainsi que le montre la Fig. 2 et également la Fig.l, larticulation du levier de vitesses est entourée d'un boîtier 36 appelé "dôme "de commande, qui est fixé sur la paroi supé- rieure 38 de la botte de vitesses, au-dessus d'un évidement 37 ménagé dans le carter 10 de cette boîte pour le passage du levier 21. La fixation du bottier 36 est assurée par des vis dont l'une est visible sur la Fig. 1, et est désignée par la référence 39. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig.2, la partie supérieure du dome 36 renferme une douille 40 com- portant un perçage cylindrique 44 (Fig.4) dans lequel un croi- sillon 43, oscille au moyen de tourillons 41, 42, autour des axes de ces tourillons. Les tourillons 41, 42 permettent de faire osciller le levier de vitesse 21 dans la direction indi- quée par la flèche 45 (Fig.l). Pour la disposition de la botte de vitesse 10 et du dispositif de changement de rapport qui est représentée sur les dessins, la direction indiquée par la flèche 45 est contenue dans la direction longitudinale du vé- hicule. Le mouvement d'oscillation dans la direction de la flèche 45 représente donc le mouvement de manoeuvre servant à enclencher le rapport voulu dans le plan de rapports sélec- tionné. Dans ce mouvement, le coulisseau 14 effectue un mou- vement de translation correspondant dans la direction de la flèche 15. La Fig. 1 montre que le croisillon 43 présente la- téralement des surfaces obliques 46 et 47 qui convergent les unes vers le haut et les autres vers le bas et dont la présen- ce permet l'oscillation du levier de vitesse 21 à ltintérieur de la douille 40 ou 40a (Fig.l) dans la direction de la flè- che 45. Lors de ce mouvement, les surfaces obliques 46 et 47 servent en même temps de butées pour assurer la limitation du mouvement d'oscillation du levier de vitesse 21 dans la direc- tion de la flèche 45. Au contraire, dans le plan perpendicu- laire, comme le montre la Fig. 2, le croisillon 43 s'appuie à plat contre la cavité 44 de la douille 40 ou 40a. Le croisillon 43 comporte également une cavité cen- trale qui a une section sensiblement cylindrique et est dési- gnée par la référence 48. La cavité 48 est traversée par le levier de vitesse 21 qui est entouré dans cette région par une douille 49. En m9me temps le levier de vitesse 21, avec sa douille 49, tourillonne dans le croisillon 43 au moyen d'un axe 50. Sur les Fig. 2 et 3, on peut voir que les axes géomé- triques des tourillons 41 et 42 et de ltaxe traversant 50 se croisent en un point M situé au milieu de l'articulation du levier. On obtient donc aussi un joint universel. L'axe d'ar- ticulation 50 permet au levier de vitesse 21 d'osciller dans une direction (flèche 51) perpendiculaire à la direction dtos- cillation 45. Comme le montrent les Fig. 2 et 3, pour limiter l'amplitude d'oscillation dans la direction de la flèche 51, le croisillon 43 présente des surfaces obliques 52 et 53, et les surfaces obliques 52 divergent vers le haut tandis que les surfaces obliques 53 divergent vers le bas. Ainsi que le montrent les Fig. 2 et 3, le mouvement d'oscillation du levier de vitesse 21 dans la direction de la flèche 51 provoque un mouvement de rotation du coulisseau 14. Le mouvement d'os- cillation du levier 21 dans la direction de la flèche 51 sert donc à la sélection du groupe de rapports désiré (rapports de marche avant 1 et 2 ou 3 et 4 ou marche arrière). Dans la position représentée sur les Fig. 2 et 3, le levier de vitesse 21 se trouve dans le plan correspondant aux deux rapports de marche avant 1 et 2. Le plan correspondant aux rapports de marche avant 3 et 4 est indiqué par une ligne 54 tracée en traitsmixtes tandis que le plan de manoeuvre correspondant à la marche arrière est indiqué par une ligne tracée également en traits mixtes. Pour amener le levier 21 du plan correspondant aux rapports de marche avant 1 et 2 dans le plan 54 des rapports de marche avant 3 et 4, on doit le faire pivoter dans le sens de la flèche 56. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig.2, le levier de vites- se est attaqué, à l'intérieur de la manchette de caoutchouc 32, par un bracelet de traction 57 qui entoure à son extrémité in- férieure un doigt de retenue profilé 58 fixé au dôme 36. De cette façon, le bracelet de traction 57 est tendu et il atti- re automatiquement le levier 21 dans le plan d'enclenchement 54 correspondant aux rapports de marche avant 3 et 4. Pour a- mener le levier 21 dans le plan d'enclenchement correspondant aux rapports de marche avant 1 et 2 qui est représenté sur la Fig. 2, on doit donc surmonter la résistance du bracelet de traction 57. Il en est naturellement de même pour amener le levier de vitesse 21 dans le plan d'enclenchement 55 cor- respondant à la marche arrière, en le déplaçant dans le sens de la flèche 59. Il est visible sur les Fig. 2 et 3 que l'on ne peut pas directement déplacer le levier de vitesse 21 dans le sens de la flèche 59, c'est-à-dire l'amener dans le plan d'enclen- chement 55 correspondant à la marche arrière en partant de la position représentée sur les Fig. 2 et 3. En effet, de chaque côté du levier 21 ou plus précisément de la douille 49, le croisillon 43 comporte une saillie en forme de came, s'éten- dant vers le haut, qui est représentée en traits interrompus sur les Fig. 2 et 3 et est désignée par la référence 60. La saillie 60 comporte une surface de butée 61 qui s'élève ver- ticalement et, sur le côté opposé, une surface de glissement 62 qui descend avec une forme arrondie. La saillie 60 en for- me de came sert de contre-butée pour une goupille de blocage 63 qui est fixée à un coulisseau 64 pouvant se déplacer verti- calement à l'intérieur de la douille 49. Dans la position du levier de vitesse 21 qui est re- présenté sur les Fig. 2 et 3, la goupille de blocage 63, ser- vant de butée, est appuyée contre la surface verticale 61 de la came 60 qui sert de contre-butée. Ainsi que le montre plus particulièrement les Fig. 1 et 3, cette goupille de blocage est guidée dans une lumière de guidage 65 de la douille 49 dans la direction axiale du levier de vitesse 21. Comme repré- senté sur la Fig. 2, le coulisseau 64 qui porte la goupille de blocage 63 est fixé à l'extrémité inférieure du câble de traction 26. Le coulisseau 64 et avec lui la goupille de blo- cage 63 sont repoussés par un ressort de compression 66 qui maintient la goupille de blocage 63 dans la position de bloca- ge représentée sur les Fig. 1, 2 et 3. Dans la position du dis- positif de blocage 60,63, qui est représentée sur les Fig.2 et 3, il n'est donc pas possible d'incliner le levier de vites- se 21 dans le sens de la flèche 59 pour le placer dans le plan d'enclenchement 55 pour la marche arrière. Pour supprimer le blocage de la marche arrière, il est nécessaire de tirer le bouton 23 vers le haut, dans le sens de la flèche 30, jusqu'à ce que la goupille de blocage 63 soit amenée au-dessus de la came 60. Ensuite, le levier 21 peut être déplacé dans le sens de la flèche 59, la goupille de blocage 63 pouvant glisser le long de la surface de glisse- ment courbe 62 de la contre-butée 60 en forme de rampe. Les dessins, et notamment les Fig. 2 et 3 ainsi que l'exposé ci-dessus montrent clairement que la forme de réali- sation suivant les Fig. 1, 3 et 4 correspond au même principe que celle de la Fig.2. La forme de réalisation de la Fig.2 ne se distingue de la forme de réalisation des Fig. 1, 3 et 4 que par le fait que la douille d'articulation 40 présente une plus faible hauteur que la douille d'articulation 40a des Fig. 1, 3 et 4 qui prend appui sur le fond du d8me 36a. Pour le reste, la douille d'articulation 40a est fixée dans le dôme 36a, ainsi que le montre la Fiq.3, par une agrafe 67, s'enga- geant dans deux rainures latérales 68 de la douille d'articu- lation 40a pour assurer le blocage axial et par un bec 71 s'en- gageant dans une échancrure 72 pour assurer le blocage en ro- tation. Le d8me 36a présente par ailleurs deux évidements la- téraux 69 pour assurer cette fonction. Dans la forme de réalisation représentée sur les Fig. 3 et 4, pour éviter le frottement et l'usure, deux rondelles d'acier 70 sont interposées entre le croisillon 43 et la douil- le d'articulation 40a et sont enfilées respectivement sur les tourillons 41 et 42. On peut utiliser comme matériau pour le croisillon 43 et pour la douille d'articulation 40a (ou la douille 40) toute matière plastique appropriée (par exemple un polyamide renforcé de fibres de verre). R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Dispositif d'interdiction de l'enclenchement de la marche arrière par le levier de changement de vitesses d'un véhicule automobile, notamment pour une boite de vites- se à coulisseau unique, dans laquelle le levier tourillonne dans un croisillon comportant des axes d'articulation, conte- nus dans un même plan et se croisant à 900 (joint universel), dont l'un sert pour la sélection du groupe de rapports et l'autre, perpendiculaire au premier, pour l'enclenchement des rapports dans le groupe sélectionné, ce dispositif étant ca- ractérisé en ce qu'un croisillon (43) porte une contre-butée (60) qui s'oppose à l'enclenchement de la marche arrière et coopère avec une butée (63) montée sur le levier de vitesse (21) et actionnée à la main. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la butée (63) et la contre butée (60) coopèrent dans le plan de sélection du groupe de rapports (flèche 51) de telle manière que ce plan de sélection reste libre pour la sélection des groupes de rapports correspondants aux rap- ports de marche avant (par exemple les groupes de rapports 1, 2 et 3, 4) et que la contre-butée (60) et la butée (63) n'en- trent en contact entre elles que juste avant que le plan d'en- clenchement (55) de la marche arrière ne soit atteint. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la contre-butée (60) et la butée (63) servent en m9me temps à déterminer le plan d'enclenchement pour l'un des deux groupes de rapports de marche avant, de pré- férence le plan d'enclenchement des rapports 1 et 2. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la contre butée (60) a la forme d'une came et est d'une seule pièce avec le croisillon (43). - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la butée est une goupille de blocage (63) qui traverse le levier de vitesse (21) dans la direction il transversale et qui est montée de manière à pouvoir être dé- placée dans la direction longitudinale du levier de vitesse dans une lumière de guidage (65). 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caracté- risé en ce que la goupille de blocage (63) est repoussée par la force d'un ressort (66) dans sa position de blocage, ou position inférieure, et peut être amenée manuellement dans une position de déblocage,ou position supérieure, au moyen d'un organe de traction (36) et contre la force du ressort, les extrémités de la lumière (65) formant des butées qui dé- finissent la position extrême supérieure et la position extrê- me inférieure de la goupille de blocage. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le croisillon (43) comporte un évidement central (48) traversé par le levier de vitesse (21) qui est supporté dans ce croisillon au moyen d'un axe d'arti- culation traversant (50). 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caracté- risé en ce que l'évidement (48) du croisillon (43) présente des surfaces obliques (52 et 53) qui partent respectivement du centre (M) de l'articulation et divergent des formes coni- ques dans les deux sens de la direction longitudinale du le- vier de vitesses (21). 9 - Dispositif suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que les surfaces obliques (52, 53) servent de bu- tée de limitation du mouvement du levier de vitesse (flèche 51) dans le plan de sélection. - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 9, plus particulièrement l'une des revendications 4 à 7, ca- ractérisé en ce que la contre-butée (60) en forme de came s'é- tend sur le c8té du levier de vitesse (21) qui traverse le croisillon (43), de préférence de part et d'autre de ce le- vier et parallèlement à celui-ci. 11 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la contre-butée (60) présente une surface de butée (61) qui est destinée à arrêter la goupille de blocage (63), s'étend dans la direction longitudinale du levier de vitesses (61) et, à son extrémité supérieure, re- joint par un angle aigu une surface de glissement convexe (62) incurvée vers le bas. 12 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 11, caractérisé en ce que le croisillon (43) tourillonne dans une douille d'articulation cylindrique (40, 40a) au moyen de deux tourillons diamétralement opposés (41, 42). 13 - Dispositif suivant la revendication 12, caracté- risé en ce que la-douille d'articulation (40, 40a) est montée dans un dame (36; 36a) fixé sur le carter (10) de la botte de vitesses et est bloquée par rapport à ce dernier, dans la di- rection axiale, par une agrafe (67) et dans la direction de rotation par un bec (71) qui est engagé dans une échancrure (72) du d8me (36, 36a). 14 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le croisillon (43) comporte des surfaces obliques extérieures (46, 47), les unes supérieures (46) et convergentes vers le haut et les autres inférieures (47) et convergentes vers le bas, qui servent de butée de li- mitation du mouvement (flèche 45) du levier de vitesse (21) dans le plan d'enclenchement sélectionné.