Brevet FR2714952A1 — publié le 19950713

La présente invention concerne un dispositif mécanique permettant de transformer la sélection classique et complexe en H d'une boite de vitesse conventionnelle en sélection linéaire simple (comme sur une boite de vitesse moto). L'usage d'un tel dispositif est destiné à la compétition automobile ou sur véhicule de série à l'aide à la conduite pour personnes à mobilité réduite. L'idéal en compétition automobile étant de décharger au maximum le pilote de toute autre tache que la conduite, les changements de rapports sont un facteur très important de fatigue et de risque d'erreur; en effet il n'est pas rare d'enregistrer vingt (et parfois plus) changements de rapports au Km. De plus les crabots de boite de vitesse quand ils commencent à s'user, ont une fâcheuse tendance à faire "sauter" les rapports. Le temps de passage d'un rapport est difficile à déterminer avec précision mais, sur un changement de vitesse qui dure entre 0,5 et 0,7 secondes, si l'on arrive à grappiller 0,05 à 0,1 seconde, le gain au Km va être très important. Deux solutions existent actuellement: 1 - Soit monter une boite de vitesse séquentielle (le levier n'a qu'un mouvement linéaire avant/arrière, on le pousse pour monter les rapports, on le tire pour les descendre). Mais la solution est chère car elle nécessite d'abandonner la boite existante et entratne bien souvent des modifications fondamentales de l'environnement. 2 - Soit robotiser une boite de vitesse conventionnelle, ce qui est fait au moyen de vérins hydrauliques qui décomposent les mouvements et par une gestion électronique très poussée. Là encore le coût est énorme et le système ne peut être utilisé que par des équipes très puissantes ou par de grands constructeurs. Le mécanisme selon l'invention apporte une solution à michemin entre les deux systèmes précédents puisqu'il permet de conserver la boite de vitesse existante et donc son environnement, mais de la munir d'une sélection dite séquentielle entièrement mécanique. Cette sélection s'effectue au moyen d'un levier pour le mode de commande mécanique ou de deux électroaimants actionnés par deux interrupteurs sur le volant pour le mode de commande électrique. Les commandes électriques et mécaniques pouvant être utilisées indifféremment à tout moment. Le levier commence à actionner le sélecteur au delà de la course des électroaimants, ceci afin d'éviter d'entraîner la tringlerie inutilement lors de l'utilisation de la commande électrique. Le dispositif se fixe directement sur la boite de vitesse et actionne directement le doigt de commande des vitesses: en translation par l'intermédiaire d'une fourchette pour l'enclenchement, en rotation par l'intermédiaire d'une tringle pour la sélection. La fourchette chargée de l'enclenchement est actionnée par deux doigts palpeurs liés desmodromiquement à deux plateaux à cames. n en est de meme pour la tringle qui, elle, est chargée de la sélection. Le sélecteur entraîne en rotation un axe indexé dont sont solidaires les quatre plateaux à cames en charge de la sélection et de l'enclenchement, le plateau à cames de l'indexage et le plateau à cames actionnant les interrupteurs faisant afficher au tableau de bord le rapport sélectionné. L'indexage est réalisé au moyen d'un doigt palpeur muni d'un solide ressort de rappel. Ce doigt commande en outre un interrupteur commandant un embrayage électrique ainsi que la coupure de l'injection ou de l'allumage du moteur, le temps du passage de la vitesse. Cette fonction est bloquée électriquement pour les passages de: * 1 erse vers point mort * de point mort vers marche arrière * de marche arrière vers point mort * de point mort vers 1 ere. Dessins annexés illustrant l'invention: La fig. 1 représente le levier d'une boite de vitesse traditionnelle et la grille en H avec position des rapports. La fig.2 représente le levier de sélection d'une boite dite séquentielle ainsi que les positions atteinte par le levier lors des changements de rapport. La fig.3 représente le volant muni des interrupteurs de changement de vitesses. Les fig.4, 5, 6 représentent le groupe de plateaux de genre A ainsi que les diverses positions atteintes au cours des enclenchements/déclenchements et passage au point mort. Les fig. 7, 8, 9 représentent le groupe de plateaux de genre B ainsi que les diverses positions atteintes au cours des sélections de gamme. La fig. 10 représente un croquis en perspective montrant une vue d'ensemble du boîtier ainsi que toutes les pièces principales de la chaîne cinématique. La fig. il représente un plateau de genre A. La fig. 12 représente un plateau de genre B. La fig. 13 représente le début d'un changement de gamme de vitesse. La fig. 14 représente le plateau d'indexage. Décomposition étape par étape des différentes phases du fonctionnement. Pour cette etude, la boite de vitesse de référence est une HEWLAND MK9 à 5 vitesses + marche arrière. Ce modèle n'étant pas limitatif; le système pouvant se monter sur la plupart des boites de vitesses existantes. Le plateau d'indexage (1 S) comporte 7 positions : 5 vitesses + 1 marche arrière + 1 point mort (fig. 14). Au repos le tambour est sur une position intermédiaire stable : le "point mort" Le plateau est maintenu sur cette position stable par le doigt d'indexage (28) poussé par un solide ressort de rappel (30). Dans cette position: L'enclenchement est au point mort dans la position de la fig.5. Les deux plateaux à cames de genre A chargés de l'enclenchement (fig.ll) représentent une étoile à trois branches (le O 1 correspondant au point mort ; le O 2 correspondant aux vitesses AR, 2ème et 4ème ; le O 3 correspondant aux vitesses ibère, 3ème et 5ème) et sont décalés angulairement de 60 avec possibilité de fin réglage. La sélection est dans la position de la fig.7. Les plateaux à cames de genre B (fig.12) chargés des changements de gammes, représentent un disque avec trois acrs de cercles concentriques à 120 rejoints par deux rampes (le O 1 correspondant à la gamme AR/lère, le O 2 correspondant à la gamme 2ème/3ème, le O 3 correspondant à la gamme 4ème/Sème) et sont décalés angulairement de 115 avec possibilité de fin réglage. La came (14) actionne l'interrupteur (22) faisant apparaître "0" sur l'afficheur numérique (18). La came (31) actionne l'interrupteur (32) empêchant la commande électrique de l'embrayage ainsi que la coupure moteur. Phase 1: Le pilote embraye et tire à fond sur le levier (1). Rotation d'1/12e de tour (soit 30 ) du tambour dans le sens horaire. L'enclenchement se met dans la position de la fig.4. La sélection reste dans la position de la fig.7. La vitesse passée est donc la marche amere. La came (14) actionne l'interrupteur (21) et fait apparaître un "A" sur l'afficheur (18). La came (31) actionne l'interrupteur (32) empêchant la commande électrique de l'embrayage ainsi que la coupure moteur. Le doigt d'indexage (28) actionne l'interrupteur (29) de commande de l'embrayage, sans effet puisque l'interrupteur (32) est "ouvert" Phase 2 Le pilote embraye et pousse à fond le levier (2). Rotation d'1/6e de tour (soit 600)-du tambour (33) dans le sens anti-horaire. L'enclenchement se met dans la position de la fig.6. La sélection reste dans la position de la fig.7. La vitesse passée est donc la 1 père. La came (14) actionne l'interrupteur (23) et fait apparaître 1 sur l'afficheur numérique (18)? La came (31) actionne l'interrupteur (32) bloquant la commande de l'embrayage Phase 3 : Ce passage est très important car il y a là un changement de gamme de vitesse. Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond. Rotation d'1/6e de tour (soit 60 ) du tambour (33) dans le sens anti-horaire. L'enclenchement quitte la position de la fig.6 pour se stabiliser sur la position de la fig.4. La sélection quitte la position de la fig.7 pour la position de la fig.8. La vitesse passée est donc la 2ème. A noter que le début de changement de gamme sur le plateau (12) coïncide avec le début de passage sur un point mort sur le plateau (10) afin de bien décomposer les mouvements d'enclenchement/déclenchement et de sélection. Pour ce faire il est primordial que les angles a et '3soient égaux (fig.13). La came (14) actionne l'interrupteur (24) et fait apparaître 2 sur l'afficheur numérique (18). La came (31) quitte l'interrupteur (32). Le doigt d'indexage (28) actionne l'interrupteur (29) qui commande l'embrayage et la coupure moteur le temps du passage du rapport. Phase 4 : Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond. Hormis l'embrayage, cette phase est identique à la phase 2, la vitesse passée est la 3ème. Phase 5 : Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond. La sélection quitte la position de la fig.gpour la position de la fig.9 Cette phase est identique à la phase 3. La vitesse passée est la 4ème. Phase 6 : Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond. Cette phase est identique à la phase 4. La vitesse passée est la 5ème. Pour revenir au point mort, il faudra tirer le levier 5 fois de suite et n'utiliser l'embrayage que pour ce retour de 1ère vers point mort. Pour le passage de point mort vers marche arrière il faut dégager le doigt de verrouillage (35) au moyen de la poignée (34) sur le levier (1) ceci par sécurité pour ne pas risquer de passer la marche arrière depuis la lère suite à une erreur de manipulation. Le doigt (35) sert en outre de butée lors du retour de lère vers point mort. lorsqu'une vitesse est enclenchée, le culbuteur se trouve sur une tète de came du plateau (10) et dans un creux de came du plateau (1 1). La vitesse enclenchée ne peut donc pas sauter (fig. 4). A titre d'exemple non limitatif, le boîtier en alliage d'aluminium aura des dimensions de l'ordre de 170*150*80 mm. Les axes du tambour (33) et des culbuteurs (8) et (9) sont montés sur roulements, les plateaux à cames sont découpés dans de la tôle E24.2 épaisseur 4 mm par laser avec une précision de 0, I mm. Toutes les pièces mécaniques sont réalisées en acier A60. REVENDICNTIONS I ) Dispositif mécanique de sélection linéaire des vitesses, du tvpe boite de vitesse moto. caracterise en ce fait qu'il se fixe sur le carter de boite de vitesse et actionne le doigt de commande des fourchettes(5). ') Dispositif mecanique de sélection linéaire selon la revendication n 1 caractérisé en ce fait que ce dispositif est commandé par un sélecteur entraînant en rotation un tambour indexé muni de 4 plateaux à cames (10) (11), (12) et (13) un plateau a cames pour l'indexage (15), un plateau a une came (14) pour actionner les interrupteurs (21) a (27). ;) Dispositif mécanique de sélection linéaire selon les revendications n"l et n02 caractérisé en ce fait que le sélecteur (17) est actionné par un levier de vitesse n'ayant qu'un mouvement de translation avant arrière. 4) Dispositif mécanique de sélection linéaire selon les revendications n 1 et n02 caractérisé en ce fait que le sélecteur (17) peut aussi etre actionné par deux électroaimants (2). S) Dispositif mécanique de sélection linéaire selon les revendications n 1 et n02 caractérisé en ce fait que les plateaux a cames (10) et (11) sont chargés de l'enclenchement. 6) Dispositif mécanique de sélection linéaire selon les revendications n 1 et n02 caractérisé en ce fait que les plateaux à cames (12) et (13) sont chargés des changements de gammes de vitesses. 7) Dispositif mécanique de sélection linéaire selon les revendications n I, n02 et n05 caractérisé en ce fait que les deux plateaux à cames (10) et (11) sont décalés angulairement de 60 et commandent. suivant une liaison desmodromique un culbuteur (8) qui entraine en translation le doigt de commande (5) de la boite de vitesse. S) Dispositif mécanique de sélection lineaire selon les revendications n 1, n02 et n 6 caracterisé en ce fait que les deux plateaux à cames (12) et (13) sont décalés angulairement de 115 et commandent suivant une liaison desmodromique un culbuteur (9) qui entraîne en rotation par l'intermediaire d'une tringle (7) le doigt de commande (5) de la boite de vitesse. t4) Dispositif mecanique de selection lineaire selon l'une quelconque des revendications nol à n 8 caractérise en ce fait que les plateaux (10), (il) et (12), (13) sont positionnes très rigoureusement atin que le début de changement de gamme sur les plateaux (12) et (13) coïncide avec le début de passage sur un point mort des plateaux ( l o) et (11) pour bien décomposer les mouvements d'enclenchement/déclenchement et de selection. 10) Dispositif mecanique de selection lineaire selon les revendications nol et n02 caracterise en ce fait que le plateau a came (14) commande suivant sa position l'interrupteur faisant apparaitre sur un afficheur numérique le rapport sur lequel le mecanisme est arrête. Dispositif mecanique de selection lineaire selon l'une quelconque des revendications precedentes caractérise en ce fait que pour le passage de point mort vers marche arrière, il taut dégager le doigt de verrouillage de marche arrière (35) au moyen de la poignée (34) sur le levier (1), ce doigt (35) sert en outre de butée pour le retour de 1ère vers point mort.