Brevet FR2714704A1 — publié le 19950707

La présente invention concerne une boîte de vitesses de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande d'une boîte de vitesses de véhicule automobile du type comportant un organe de sélection et de passage de rapports qui est monté coulissant dans le carter de la boîte pour permettre la sélection d'au moins deux rapports de marche avant par introduction d'un premier doigt de sélection dans une première crosse associée à ces deux rapports et la sélection de la marche arrière par introduction d'un second doigt de sélection dans une deuxième crosse associée à un coulisseau de commande en translation d'un pignon de marche arrière, et qui est monté à rotation autour de son axe de coulissement pour permettre le passage de l'un ou l'autre des deux rapports de marche avant par rotation dans l'un ou l'autre sens de part et d'autre d'une position angulaire neutre d'introduction du premier doigt dans la première crosse. Un dispositif de commande selon cette conception est par exemple décrit et représenté dans le document FR A-2.511.460. Quelle que soit la conception d'une boîte de vitesses de véhicule automobile moderne, et notamment d'une boîte dont les pignons associés aux rapports de marche avant sont équipés de synchroniseurs, il est souhaitable de prévoir un dispositif de freinage des pignons avant l'engagement de la marche arrière, ctest-à- dire avant la mise en prise du pignon de marche arrière afin d'éviter des craquements de la boîte. I1 est par ailleurs souhaitable de résoudre ce problème en faisant appel aux composants de la boîte de vitesses présents d'une manière classique sans faire appel à des composants supplémentaires tels que par exemple un synchroniseur spécifique à la marche arrière. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de commande du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que le second doigt de sélection est décalé angulairement par rapport au premier doigt de sélection d'une valeur correspondant à la course angulaire de passage de l'un des deux rapports de marche avant, et en ce que l'organe de commande est susceptible de coulisser axialement dans le sens correspondant à la sélection des deux rapports de marche avant, au-delà de la position de sélection de ces deux rapports, après le passage dudit un des deux rapports pour permettre l'introduction du second doigt de sélection dans la crosse de marche arrière et le passage de la marche arrière par rotation dans le sens opposé à celui correspondant au sens de passage dudit un des deux rapports. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le dispositif de commande comporte des moyens pour empêcher le coulissement axial de l'organe de commande au-delà de la position de sélection des deux rapports de marche avant, lorsqu'il est dans ladite position angulaire neutre - le dispositif de commande comporte des moyens pour empêcher le coulissement axial de l'organe de commande depuis la position de passage de la marche arrière vers la position de sélection des deux rapports de marche avant - lesdits moyens comportent un doigt de blocage lié en coulissement et en rotation à l'organe de commande et à une butée formée sur le carter de la boîte de vitesses qui s'étend en regard du doigt de blocage lorsque l'organe de commande est dans ladite position angulaire neutre et qui délimite deux surfaces de butée opposées avec chacune desquelles le doigt de blocage est susceptible de coopérer selon le sens de coulissement de l'organe de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'une boîte de vitesses à cinq rapports de marche avant et un rapport de marche arrière réalisée conformément aux enseignements de l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 1 - la figure 5 est une vue simplifiée similaire à celle de la figure 2 et à plus grande échelle ; - la figure 6 est une vue en section partielle selon la ligne 6-6 de la figure 5, les composants de la boîte de vitesses étant illustrés au point mort - les figures 7 et 8 sont des vues similaires à celles des figures 5 et 6 sur lesquelles les composants sont illustrés dans la position correspondant à la sélection du premier ou du deuxième rapport de marche avant - la figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 8 sur laquelle les composants sont illustrés dans la position correspondant au passage du deuxième rapport de marche avant - la figure 10 est une vue similaire à celle de la figure 5 sur laquelle les composants sont illustrés dans la position correspondant à la sélection et au passage de la marche arrière - la figure 11 est une vue similaire à celle de la figure 6 sur laquelle les composants sont illustrés dans la position correspondant à la sélection du rapport de marche arrière - la figure 12 est une vue similaire à celle de la figure 11 sur laquelle les composants sont illustrés dans la position correspondant au passage de la marche arrière; et - la figure 13 est une vue schématique illustrant la grille de sélection et de passage des rapports de marche avant et de la marche arrière de la boîte de vitesses. La boîte de vitesses illustrée sur les figures 1 à 4 comporte un arbre d'entrée 10 et un arbre de sortie parallèle 12. L'arbre d'entrée 10 dont l'extrémité de droite, en considérant la figure 1, est entraîné par l'embrayage du véhicule porte quatre pignons d'entraînement 14, 16, 18 et 20 associés à quatre rapports de marche avant et un pignon 22 d'entraînement de la marche arrière qui sont tous solidaires en translation et en rotation de l'arbre d'entrée 10. L'arbre de sortie 12 porte quatre pignons 24, 26, 28 et 30 montés fous sur l'arbre de sortie 12 et qui engrènent en permanence avec les pignons 14, 16, 18 et 20 de marche avant. Les rapports de marche avant peuvent être engagés ou passés sélectivement à l'aide de deux baladeurs 32 et 34 qui font respectivement partie de synchroniseurs doubles (non représentés en détail) et qui coopèrent respectivement avec des crabots 36 et 38 associés aux pignons 24 et 26 et avec des crabots 40 et 42 associés aux pignons 28 et 30 afin de permettre l'accouplement sélectif de ces pignons avec l'arbre de sortie 12. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'arbre de sortie 12 porte un pignon de sortie 44 qui est par exemple destiné à attaquer la couronne dentée d'un différentiel de transmission associé à la boîte de vitesses (non représenté). Le baladeur 34 comporte un pignon 46 de transmission de l'entraînement en marche arrière qui est disposé dans le même plan que le pignon d'entraînement 20 lorsque le baladeur 34 est dans sa position de point mort tel que cela est illustré sur la figure 1. La marche arrière est assurée par l'intermédiaire d'un pignon de marche arrière 48 qui est illustré sur les figures 3 et 4 et qui est monté mobile en translation par rapport au carter de la boîte de vitesses de façon à être susceptible de venir engrener avec les pignons 20 et 46, les baladeurs 32 et 34 associés de marche avant étant alors au point mort. La boîte de vitesses comporte un organe de sélection et d'engagement ou de passage des rapports de marche avant et du rapport de marche arrière désigné par la référence 50 et qui comporte un axe 52 monté coulissant et à rotation dans le carter 54 de la boîte de vitesses. Les déplacements en rotation et en coulissement de l'organe 50 sont assurés par un levier de manoeuvre 56 qui est fixé à l'axe 52 et qui est relié à la tringlerie de commande du changement de rapport (non représentée). L'organe 50 comporte un sélecteur 57 à deux doigts 58 et 60. Les doigts 58 et 60 sont décalés angulairement comme on peut le voir sur les figures. Le doigt 58 est désigné à permettre l'actionnement de coulisseaux 62 et 64 de commande des quatre premiers rapports de marche avant et d'un coulisseau 65 de commande du cinquième rapport de marche avant. Le doigt 60 du sélecteur 57 est destiné à actionner un coulisseau 66 de commande du rapport de marche arrière, tous les coulisseaux étant montés mobiles en translation dans le carter 54 de la boîte de vitesses. Dans la position de point mort illustrée aux figures 1 à 5, le doigt 58 est reçu dans une crosse en forme de fourche 68 qui est solidaire en translation et en rotation du coulisseau 62 sur lequel est par ailleurs goupillée une fourchette 70 (voir figures 3 et 4) qui est engagée dans la gorge du baladeur 34. Le doigt 58 peut également être reçu dans une crosse 72 ménagée sur une fourchette 74 de commande du baladeur 32 qui est engagée dans la gorge de ce dernier et goupillée sur le coulisseau 64 comme on peut le voir sur les figures 2 et 3. Le doigt 58 peut enfin être reçu dans une crosse 73 solidaire du coulisseau 65 de commande du cinquième rapport de marche avant. Le doigt 60 est destiné à coopérer avec une crosse en forme de fourche 73 qui est solidaire du coulisseau 66 sur lequel le pignon de marche arrière 48 est monté libre en rotation mais solidaire de celui-ci en translation axiale au moyen de deux goupilles 76. Comme on peut le voir notamment sur la figure 5, la crosse 72 présente une largeur, ctest-à-dire selon la direction de coulissement de l'axe 52, plus importante que celle des crosses 68 et 73 pour permettre l'engagée ment du rapport de marche arrière comme cela sera expliqué par la suite. L'introduction du doigt 58 dans l'une des crosses 68, 72 ou 73, en vue de la sélection d'une ligne de rapports de marche avant, ou l'introduction du doigt 60 du sélecteur 57 dans la crosse de marche arrière 73 s'effectuent donc en provoquant un mouvement de sélection de l'organe 50 par coulissement de l'axe 52 selon la direction S de la figure 5 lorsque l'organe 50 est dans sa position angulaire neutre de sélection illustrée aux figures 1 à 6. L'engagement ou le passage de l'un des rapports de la boîte de vitesses s'effectue par pivotement de l'organe 50 par rotation de l'axe 52 par rapport au carter 54. Le baladeur 32 permet l'engagement des premier ou deuxième rapports de marche avant tandis que le baladeur 34 permet l'engagement des troisième ou quatrième rapports de marche avant, les composants pour l'engage- ment du cinquième rapport de marche avant, qui ne sont pas représentés en détail sur les figures pour simplifier la représentation, pouvant également comporter un synchroniseur. Conformément aux enseignements de l'invention, le passage de la marche arrière se fait par sélection et passage préalable du second rapport de marche avant. Comme on le comprend en considérant notamment la figure 5, la sélection du rapport de marche arrière par introduction du doigt 60 du sélecteur 57 dans la crosse 73 correspond à un déplacement axial, vers le haut en considérant la figure 5, du sélecteur 57 au-delà de sa position de simple sélection et de passage du second rapport de marche avant et il est donc nécessaire de prévoir des moyens de butée pour distinguer les deux actionnements et éviter un passage direct du deuxième rapport de marche avant en marche arrière. A cet effet, le sélecteur 57 comporte un doigt de blocage 78 qui lui est lié en translation axiale selon la direction de coulissement de l'axe 52 et en rotation et qui est susceptible de coopérer avec les deux faces axiales opposées 80 et 82 d'une butée 84 formée sur le carter de la boîte de vitesses en regard du doigt de blocage 78. Comme on peut le voir notamment sur la figure 6, la butée 84 ne s'détend pas angulairement sur toute la course angulaire de pivotement du sélecteur 54, et donc du doigt de blocage 78. Dans la position de point mort illustrée aux figures 5 et 6, la surface 80 de la butée 84 s'étend en regard du doigt de blocage 78 et limite donc la capacité de déplacement axial de l'organe de commande 50 dans la direction de sélection de la ligne associée aux premier et deuxième rapports de marche avant par introduction du doigt 58 dans la première partie de la crosse 72. On décrira maintenant le mode de fonctionnement du dispositif de commande de la boîte de vitesses. En partant de la position de point mort illustrée aux figures 5 et 6, le conducteur provoque la sélection de la ligne associée aux deux premiers rapports de marche avant en provoquant le déplacement du sélecteur 57 axialement vers le haut en considérant la figure 5 pour aboutir à la position illustrée aux figures 7 et 8 dans laquelle le sélecteur 57 ne peut plus être déplacé axialement davantage vers le haut du fait de la disposition du doigt de blocage 78 en regard de la surface 80 de la butée 84. Par contre, le conducteur peut provoquer le pivotement du sélecteur 57 par rotation de l'axe 52 dans l'un ou l'autre sens pour provoquer l'engagement ou passage du premier ou du second rapport de marche avant. Comme on peut le constater notamment sur la figure 8, avant par exemple le passage du second rapport de marche avant, le doigt 60 n'est pas situé en regard de la crosse 73 et le pignon de marche arrière 48 est décalé axialement par rapport au pignon 46. Lors du mouvement de sélection de la ligne des premier et second rapports de marche avant, il ne se produit pas non plus d'action sur le synchroniseur double associé au baladeur 32 correspondant. On a représenté sur la figure 9 la position correspondant au passage du second rapport de marche avant. Lors de ce passage, le sélecteur 57 a pivoté dans le sens anti-horaire en considérant les figures 8 et 9 pour entraîner la crosse 72 par l'intermédiaire du doigt 58 tandis que le doigt 60 se déplaçait simultanément en rotation pour venir en regard de la crosse 73. Lors de ce pivotement, le coulisseau 64 qui est entraîné en translation parallèlement à son axe agit également sur la fourchette de commande du baladeur associé au deuxième rapport de marche avant afin d'assurer le freinage et l'arrêt en rotation du pignon fou 26 associé au deuxième rapport de marche avant et de l'arbre primaire 10. Comme on peut le constater sur la figure 9, cette position d'engagement ou de passage du second rapport de marche avant correspond également à un pivotement du doigt de blocage 78 qui permet son dégagement par rapport à la butée 84 et donc éventuellement un déplacement axial supplémentaire du sélecteur 57 par rapport au carter 54, vers le haut en considérant la figure 7. Ce déplacement axial supplémentaire en vue de la sélection et du passage de marche arrière est illustré sur la figure 10 sur laquelle on voit que le doigt 60 du sélecteur 57 a pénétré dans la crosse 73 en regard de laquelle il se trouvait déjà comme cela est illustré sur la figure 9. Au cours de ce déplacement axial, le doigt 58 se déplace axialement plus avant à l'intérieur de la crosse 72. Dans la position correspondante illustrée sur la figure 11, on voit que le pignon de marche arrière 48 ne s'est toujours pas déplacé axialement par rapport au carter de la boîte en vue de son engrenement avec le pignon 46. Enfin, l'engagement ou passage de la marche arrière s'effectue, en partant de la position illustrée aux figures 10 et 11 par rotation du sélecteur 57 dans le sens horaire en considérant la figure 11. Cette rotation provoque une rotation simultanée des doigts 58 et 60 et donc un entraînement en translation axiale, vers la droite en considérant la figure 11, des crosses 72 et 73 et donc des coulisseaux 64 et 66. Au cours de son déplacement axial vers la droite, le coulisseau 64 va provoquer l'interruption du crabotage du pignon fou 26 associé au deuxième rapport de marche avant et porté par l'arbre secondaire 12, sur lequel agit la fourchette associée. Cette interruption du crabotage se produit avant que, sous l'action du doigt 60, le pignon 48 d'entraînement du rapport de marche arrière vienne engrener avec le pignon 46 et l'engagement du rapport de marche arrière s'effectue ainsi sans aucun craquement. Comme on peut le voir sur la figure 12, à la fin de la course angulaire de passage du rapport de marche arrière, le doigt de blocage 78 est à nouveau en regard de la butée 84 et cette coopération empêche le retour accidentel direct dans la ligne de sélection associée aux premier et deuxième rapports de marche avant. Le désengagement de la marche arrière correspond à une cinématique inverse de celle qui vient d'être décrite. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'une boîte de vitesses de véhicule automobile du type comportant un organe (50, 57) de sélection et de passage de rapports qui est monté coulissant dans le carter (54) de la boîte pour permettre la sélection d'au moins deux rapports de marche avant par introduction d'un premier doigt de sélection (58) dans une première crosse (72) associée à ces deux rapports et la sélection de la marche arrière par introduction d'un second doigt de sélection (60) dans une deuxième crosse (73) associée à un coulisseau de commande en translation (66) d'un pignon de marche arrière (48), et qui est monté à rotation autour de son axe de coulissement (52) pour permettre le passage de l'un ou l'autre des deux rapports de marche avant par rotation dans l'un ou l'autre sens de part et d'autre d'une position angulaire neutre d'introduction du premier doigt (58) dans la première crosse (72), caractérisé en ce que le second doigt de sélection (60) est décalé angulairement par rapport au premier doigt de sélection (58) d'une valeur correspondant à la course angulaire de passage de l'un des deux rapports de marche avant, et en ce que l'organe de commande (50, 57) est susceptible de coulisser axialement dans le sens correspondant à la sélection des deux rapports de marche avant, au-delà de la position de sélection de ces deux rapports, après le passage dudit un des deux rapports pour permettre l'introduction du second doigt de sélection (60) dans la crosse de marche arrière (73) et le passage de la marche arrière par rotation dans le sens opposé à celui correspondant au sens de passage dudit un des deux rapports. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (78, 84) pour empêcher le coulissement axial de l'organe de commande (50, 57) au-delà de la position de sélection des deux rapports de marche avant lorsqu'il est dans ladite position angulaire neutre. 3. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (78, 84) pour empêcher le coulissement axial de l'organe de commande (50, 57) depuis la position de passage de la marche arrière vers la position de sélection des deux rapports de marche avant. 4. Dispositif de commande selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un doigt de blocage (78) lié en coulissement et en rotation à l'organe de commande (50, 57) et une butée formée sur le carter (54) de la boîte de vitesses qui s'étend en regard du doigt de blocage (78) lorsque l'organe de commande est dans ladite position angulaire neutre et qui délimite deux surfaces de butée, opposées (80, 82) avec chacune desquelles le doigt de blocage (78) est susceptible de coopérer selon le sens de coulissement de l'organe de commande.