Brevet FR2715237A1 — publié le 19950721

MECANISME DE COMMANDE EXTERNE POUR BOITE DE VITESSES La présente invention concerne un mécanisme de commande externe pour boîte de vitesses, assurant la liaison cinématique nécessaire à la transmission des ordres de commande entre un levier de changement de vitesses manoeuvré par le conducteur, et les organes internes de la boîte de vitesses. L'invention s'applique notamment à la commande d'une boîte de vitesses mécanique, munie d'un doubleur de gamme. Le nombre de rapports de marche avant de certains véhicules industriels est élevé. En l'absence de disposition particulière, la grille de sélection d'une boîte de vitesses à huit rapports de marche avant comporte quatre couloirs de marche avant et un couloir de marche arrière, soit un total de cinq couloirs de sélection parallèles. L'utilisation d'une telle de grille de sélection, contraint le conducteur à se placer dans une position inconfortable pour atteindre les couloirs de sélection les plus éloignés de son siège. En vue de supprimer ce type de désagrément, il est connu d'intégrer dans le mécanisme de commande externe d'une boîte de vitesses, un système appelé "doubleur de gamme", permettant de réduire de moitié le nombre de lignes de sélection empruntées par le levier de changement de vitesses pour engager le même nombre de rapports. Les doubleurs de gamme comportent généralement un actionneur pneumatique agissant sur certains éléments du mécanisme de commande externe de la boîte, pour augmenter le nombre de rapports accessibles avec la même grille de sélection, en permettant au conducteur d'utiliser plusieurs fois les couloirs de sélection, de celle-ci. Par la publication EPX 272 167 de la demanderesse, on connaît un dispositif de commande manuelle de boîte de vitesses mécanique, comportant un levier de changement de vitesses relié à la boîte de vitesses par une bielle principale de commande. L'extrémité de la bielle principale de commande opposée au levier de changement de vitesses agit, par l'intermédiaire d'un levier de renvoi, sur une réglette de sélection et de passage coulissant à l'intérieur de la boîte de vitesses. Le mécanisme de commande comporte en outre un actionneur muni d'un vérin double effet asservi à la commande de changement de gamme. Selon ce dispositif, la tige du vérin agit sur la bielle principale de commande, par l'intermédiaire d'un bras latéral de commande, fixé sur celle-ci. L'implantation d'un dispositif de commande de ce type se heurte, sur certains véhicules industriels, à des problèmes de place, liés notamment à l'intégration du vérin et du levier de renvoi dans le véhicule. La présente invention a pour but de réduire l'encombrement d'un mécanisme de commande externe de boîte de vitesses de véhicule, tel qu'un véhicule industriel équipé d'une boîte de vitesses mécanique. Elle propose à cet effet un mécanisme de commande externe pour boîte de vitesses de véhicule automobile, comportant une bielle principale de commande articulée d'une part sur l'extrémité inférieure d'un levier de changement de vitesses actionné par le conducteur du véhicule et d'autre part sur un levier de renvoi contrôlant, grâce à l'appui du mécanisme sur un élément de réaction adossé à la boîte de vitesses, le déplacement en translation et en rotation d'une réglette de sélection coulissant à l'intérieur de la boîte de vitesses. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'élément de réaction est articulé sur le levier de renvoi. Selon un mode de réalisation de l'invention, le point d'appui de l'élément de réaction sur le levier de renvoi est sensiblement aligné avec la bielle principale de commande. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de réaction est sensiblement parallèle à la réglette. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extrémité de la réglette est engagée dans un élément articulé à la partie inférieure du levier de renvoi. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de réaction est constitué par un vérin dont l'actionnement permet de déplacer la réglette en translation pour augmenter le nombre de rapports accessibles. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de réaction est articulé à chacune de ses deux extrémités sur une rotule, ces rotules étant fixées respectivement sur le levier de renvoi et sur le carter de la boîte de vitesses. Selon un mode de réalisation de l'invention, le levier de renvoi a une structure modulaire, permettant d'adapter la distance séparant l'axe d'articulation du levier de renvoi sur la bielle de commande et l'axe de la réglette, ainsi que la distance séparant le point d'appui de l'élément de réaction sur le levier de renvoi et l'axe d'articulation de la réglette sur le levier de renvoi. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie supérieure du levier de renvoi est engagée dans une chape fixée à l'extrémité de la bielle de commande qui est opposée au levier de changement de vitesses. Selon un mode de réalisation de l'invention, le mécanisme de commande externe comporte un silentbloc, disposé entre la partie supérieure du levier, et la chape dans laquelle cette partie supérieure est engagée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le point d'appui de l'élément de réaction sur le levier de renvoi est fixé sur un bras, rapporté sur la chape d'articulation supérieure du levier de renvoi. Selon un mode de réalisation de l'invention, le point d'appui de l'élément de réaction est fixé sur un bras, rapporté directement sur le levier de renvoi. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1A, 1B et 1C se rapportent à l'état de la technique connue - les figures 2 et 3 illustrent en perspective deux modes de réalisation du mécanisme de commande externe proposé par l'invention, - les figures 4A et 4B sont respectivement une vue latérale et une vue frontale du mécanisme illustré par la figure 2, - les figures 5 et 6 se rapportent à deux exemples de réalisation privilégiés du levier de renvoi utilisé dans le mécanisme proposé. Le levier de changement de vitesses 1 apparaissant sur les figures 1A, 1B et 1C présente à son extrémité supérieure une poignée 2, et dans sa partie inférieure une rotule 3, lui permettant de débattre autour d'une partie fixe 4 du châssis ou de la cabine, pour sélectionner les lignes de vitesses et engager les rapports. L'extrémité inférieure du levier 1 est traversée par un premier axe d'articulation 7 lui permettant de débattre à l'intérieur d'une chape 5, fixée à une première extrémité 6' d'une bielle principale de commande 6. La bielle 6 est articulée par sa seconde extrémité 6", sur une rotule 8, portée par la partie supérieure d'un levier 9, qui assure le renvoi du mouvement sur la réglette 10 de sélection des rapports. Une extrémité 10' de celle-ci est engagée dans la partie inférieure du levier de renvoi 9 tandis que l'autre coulisse à l'intérieur de la boîte de vitesses 4', pour sélectionner les lignes de vitesses, et tourne autour de son axe longitudinal 10", pour engager les vitesses, à l'aide de son doigt de sélection 26. Les figures 1A, 1B et 1C font également apparaître un bras latéral 11 fixé sur la bielle 6, à proximité de sa seconde extrémité 6". Le vérin d'actionnement 13, sensiblement parallèle à la réglette 10 s'étend entre l'extrémité supérieure du bras 1 1 et une partie fixe 4' de la boîte de vitesses (non représentée). Le vérin 13, monté sur des rotules 12, 14 à chacune de ses extrémités, et adossé à la boîte de vitesses 4', constitue l'élément de réaction du mécanisme. Le fonctionnement du mécanisme illustré par les figures 1A, 1B et 1C est le suivant. Pour sélectionner une ligne de vitesses, l'opérateur déplace le levier 1 selon A. Le basculement du levier 1 autour de sa rotule 3, entraîne alors la bielle 6 et le bras latéral 11 fixé sur celleci en rotation autour de la rotule 12, dans un plan sensiblement orthogonal à la bielle 6. La rotule 12 constitue le point d'appui de l'ensemble bielle 6-bras 11, sur l'élément de réaction rigide du mécanisme, à savoir le vérin 13. La rotation de la bielle 6 se traduit par une rotation du levier de renvoi 9 autour de sa partie supérieure, et par le déplacement transversal de la réglette 10 à l'intérieur de la boîte de vitesses 4'. Par ailleurs, grâce à l'articulation du levier de changement de vitesses 1 sur la bielle 6, autour de l'axe 7 porté par la chape 5, et à l'articulation 8 du levier 9 sur la bielle 6 autour de la rotule 6, lorsque l'opérateur déplace la poignée 2 du levier 1 selon B, ce mouvement se traduit par une translation longitudinale de la bielle 6 et par une rotation de la réglette 10 sur elle même autour de son axe longitudinal 10", assurant de façon classique l'engagement d'un rapport par le doigt de sélection 26, sur la ligne sélectionnée. Enfin, le doublement de la gamme de rapports est obtenu, grâce au déplacement de la tige 13' du vérin 13, permettant d'atteindre certaines lignes de sélection de la boîte de vitesses, en agissant directement sur la réglette 10, par l'intermédiaire du bras latéral 11 et du levier de renvoi 9. Sur les figures 2, 3, 4A et 4B relatives à l'invention, on voit que le bras latéral 11 a été supprimé, et que la rotule d'extrémité 12 du vérin 13, est fixée directement sur le levier de renvoi 9. De plus, la seconde extrémité 6" de la bielle 6 porte une chape 15, permettant l'articulation de la partie supérieure 21 du levier de renvoi 9, autour d'un second axe d'articulation 16, parallèle au premier axe d'articulation 7. Enfin, la partie inférieure 9' du levier de renvoi 9 se présente elle-même sous la forme d'une chape, recevant autour d'un troisième axe d'articulation 17, un moyeu 18, dans lequel est engagée l'extrémité 10' de la réglette de sélection 10. Conformément à la technique connue, le vérin 13 constitue pour le mécanisme un élément de réaction en appui contre le carter 4' de la boîte de vitesses, le déplacement du levier de changement de vitesses 1, selon A assure la sélection d'une ligne de vitesses, grâce à la rotation de la bielle 6, et le déplacement du même levier de changement de vitesses 1 selon B, assure l'engagement d'un rapport de la ligne sélectionnée, grâce à la translation longitudinale de la bielle 6, et à la rotation du levier de renvoi 9, et de la réglette 10 autour de l'axe longitudinal 10" de celle-ci. De même l'extension ou la rétraction de la tige 13' du vérin 13', sensiblement parallèle à la réglette 10, permet d'agir directement sur celle-ci, pour augmenter le nombre de lignes de sélection accessibles. L'invention propose d'articuler la tige 13' du vérin 13 sur un bras 19, rapporté directement sur le levier de renvoi 9 (cf figure 2), ou sur la chape 15 reliant la partie supérieure 21 de celui-ci à la bielle 6 (cf figure 3). Cette disposition permet de supprimer le bras latéral 1 1 fixé, selon l'art antérieur sur la bielle 6, et de ce fait, d'abaisser le vérin 13 de la hauteur de celui-ci. On placera de préférence le point d'appui (rotule 12) du levier de renvoi 9 sur le vérin 13 sensiblement dans l'alignement de la bielle de commande 6. L'abaissement du vérin au niveau de la bielle de commande 6 permet de réduire de façon très appréciable l'encombrement du mécanisme. Par ailleurs, il faut noter que selon le dispositif connu, le levier de renvoi 9 est fixé rigidement sur la réglette 10. Par conséquent, lorsque le bras 1 1 et la bielle 6 pivotent autour de la rotule 12, la partie supérieure du levier 9 subit le même déplacement transversal que sa partie inférieure. En revanche, conformément à l'invention, le point d'appui 12 fixe de la bielle 6 lors de son déplacement en rotation, est porté par le levier de renvoi 9 lui-même (figure 2) ou par la chape 15 (figure 3). Par ailleurs, le levier 9 est articulé à sa partie inférieure sur l'élément (moyeu 18) recevant l'extrémité 10' de la réglette 10. La combinaison de ces dispositions permet de supprimer pratiquement tout débattement à la partie supérieure 21 du levier de renvoi 9 lorsque l'opérateur déplace son levier de changement de vitesses selon A pour sélectionner une ligne de vitesses. La rotule 12 est donc déplacée transversalement uniquement en réponse à l'action du doubleur de gamme, par extension ou rétraction de la tige 13' du vérin 13. En d'autres termes, la course transversale de l'extrémité supérieure 21 du levier 9 est égale à celle de la tige 13' du vérin 13, alors que, selon l'art antérieur, elle est égale à celle de la réglette 10. L'invention permet donc également de réduire environ de moitié le débattement transversal de la partie supérieure 21, du levier de renvoi 9. Sur les figures 5 et 6, illustrant deux exemples de réalisation particuliers du levier de renvoi 9, on reconnaît notamment le bras de support 19 de la rotule 12 d'articulation du vérin 13, la chape d'articulation supérieure 15 du levier de renvoi 9, et l'axe d'articulation 17, de ce dernier sur le moyeu 18, dans lequel est fixé l'extrémité 10' de la réglette 10. Conformément à la figure 5, on peut avantageusement disposer un silentbloc 20 entre la partie supérieure 21 du levier 9, et la chape 15. Cette disposition permet à la chape 15 de tourner légèrement (d'environ 1" 30'), autour de la partie supérieure 21 du levier de renvoi 9, notamment lorsque le vérin change d'état. Par ailleurs, le silentbloc 20 isole de la boîte de vitesses 4' la bielle de commande 6 et le levier de changement de vitesses 1. Les vibrations de celle-ci, remontant par l'intermédiaire de la bielle 6 et du levier de changement de vitesses 1 sont, de ce fait, considérablement réduites. Enfin, l'alésage 22, ménagé dans la partie centrale du levier 9, permet d'alléger notablement celuici. Le levier 9 illustré par la figure 6 présente plusieurs parties 21, 23, 24, 25, et 26. La partie supérieure 21 du levier 9, recevant la chape 15 est en effet séparée de sa partie intermédiaire 24 sur laquelle est rapporté le bras de support 19 de la rotule 12, par une première entretoise 23, tandis que la partie supérieure 21 du levier de renvoi 9, est séparée de la partie intermédiaire 24, par une seconde entretoise 25. Etant donné que le déplacement transversal en sélection de la réglette 10 dépend, pour un même angle de rotation de la bielle 6, de la distance entre celle-ci et l'axe de rotation 17 du moyeu 18, et que le déplacement angulaire de la réglette est déterminé par la distance séparant la rotule 12, de l'axe 10" de la réglette 10, la structure modulaire illustrée par la figure 6 permet, de façon simple, d'adapter le levier 9, à l'emplacement relatif de la bielle de commande 6 et de la réglette 10, ainsi qu'aux courses respectives de ces deux organes, en donnant aux deux entretoises 23 et 25, l'épaisseur convenable. En conclusion, il faut souligner que les dispositions proposées par l'invention permettent de réduire considérablement l'encombrement du mécanisme et d'adapter celui-ci aux contraintes d'architecture de nombreux véhicules, ou à différents types de boîtes de vitesses. REVENDICATIONS [1] Mécanisme de commande externe pour boîte de vitesses de véhicule automobile, comportant une bielle principale de commande (6), articulée d'une part sur l'extrémité inférieure d'un levier de changement de vitesses (1) actionné par le conducteur du véhicule et d'autre part sur un levier de renvoi (9) contrôlant, grâce à l'appui du mécanisme sur un élément de réaction (13) adossé à la boîte de vitesses (4'), le déplacement en translation et en rotation d'une réglette de sélection (10) coulissant à l'intérieur de la boîte de vitesses (4'), caractérisé en ce que l'élément de réaction (13) est articulé sur le levier de renvoi (9). [2] Mécanisme de commande externe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'appui (12) de l'élément de réaction (13) sur le levier de renvoi (9) est sensiblement aligné avec la bielle principale de commande (6). [3] Mécanisme de commande selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de réaction (13) est sensiblement parallèle à la réglette (10). [4] Mécanisme de commande externe selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité (10') de la réglette (10) est engagée dans un élément (18), articulé à la partie inférieure du levier de renvoi (9). [5] Mécanisme de commande externe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de réaction (13) est constitué par un vérin dont l'actionnement permet de déplacer la réglette (10) en translation, pour augmenter le nombre de rapports accessibles. [6] Mécanisme de commande externe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de réaction (13) est articulé à chacune de ses extrémités sur une rotule (12, 14), ces deux rotules (12, 14) étant fixées respectivement sur le levier de renvoi (9) et sur le carter de la boîte de vitesses (4'). [7] Mécanisme de commande externe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier de renvoi (9) a une structure modulaire, permettant d'adapter la distance séparant l'axe d'articulation (16) du levier de renvoi (9) sur la bielle de commande (6) et l'axe (10") de la réglette (10), ainsi que la distance séparant le point d'appui (12) de l'élément de réaction (13) sur le levier de renvoi (9), et l'axe d'articulation (17) de la réglette (10) sur le levier de renvoi (9). [8] Mécanisme de commande externe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie supérieure (21) du levier de renvoi (9) est engagée dans une chape (15), fixée à l'extrémité (6") de la bielle de commande (6). [9] Mécanisme de commande externe selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un silentbloc (20), disposé entre la partie supérieure (21) du levier de renvoi (9), et la chape (15) dans laquelle elle est engagée. [10] Mécanisme de commande externe selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le point d'appui (12) de l'élément de réaction (13) sur le levier de renvoi (9) est fixé sur un bras (19), rapporté sur la chape d'articulation supérieure (15) du levier de renvoi (9) [11] Mécanisme de commande externe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le point d'appui (12) de l'élément de réaction (13) sur le levier de renvoi (9) est fixé sur un bras (19), rapporté directement sur le levier de renvoi (9).