Brevet FR2717241A1 — publié le 19950915

DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE POUR BOITE DE VITESSES MANUELLE La présente invention se rapporte à un dispositif de commande interne pour boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile comportant au moins un doigt de passage des vitesses qui coopère avec plusieurs crabots pour sélectionner une ligne de vitesses, et engager sur celle-ci le rapport souhaité, sous le contrôle d'un axe de commande relié cinématiquement au levier de changement de vitesses actionné par le conducteur. L'invention concerne plus précisément une boîte de vitesses manuelle du type présentant un axe de commande interne déplacé en translation lors de la séIection d'une ligne de vitesses de façon à positionner le doigt de commande en face du crabot correspondant, et déplacé en rotation lors du passage d'une vitesse, de façon à repousser le crabot sélectionné pour engager le rapport souhaité. Selon une disposition connue, illustrée notamment par la publication FR 2 511 460 de la demanderesse, l'axe de commande peut être intégré dans la partie inférieure de la boîte de vitesses. Dans ce cas, le mécanisme de commande externe, assurant la liaison cinématique entre l'axe de commande interne et le levier de changement de vitesses, s'étend dans la partie inférieure du compartiment moteur. La publication FR 2 464 161 décrit une autre disposition, consistant à placer l'axe de commande interne dans la partie supérieure de la boîte de vitesses. Cette disposition, dite de "commande sortie haute", conduit à implanter le système de commande externe de la boîte dans la partie supérieure du compartiment moteur. Les contraintes liées à l'encombrement du compartiment moteur, à la garde au sol imposée sous plancher, au débattement du mécanisme de commande externe et à la démultiplication du mouvement entre le levier de changement de vitesses et l'axe de commande interne de la boîte, rendent préférable, selon les cas, de placer les moyens de commande externes de celle-ci, dans la partie inférieure ou dans la partie supérieure du compartiment moteur. Par suite, il peut être avantageux de disposer, sur une même boîte de vitesses, d'une version à "commande sortie haute" et d'une version à "commande sortie basse". La présente invention a pour but la réalisation d'une boîte de vitesses manuelle ne présentant que des différences de structure mineures, entre les deux versions précitées. Elle propose à cet effet un dispositif de commande de boîte de vitesses comprenant à l'intérieur d'un carter un arbre d'entrée portant des pignons primaires engrenant en permanence avec des pignons secondaires montés fous sur un arbre de sortie parallèle à l'arbre d'entrée, tout en pouvant être solidarisés sélectivement avec l'arbre de sortie par l'intermédiaire de baladeurs actionnés par des crabots, sous le contrôle d'un axe de commande relié à des moyens de commande externes de la boîte de vitesses et muni d'au moins un doigt de passage, dont le déplacement en translation assure la sélection d'une ligne de vitesses grâce au positionnement du doigt de passage en face du crabot correspondant, et dont la rotation assure l'engagement d'un rapport par la manoeuvre du crabot sélectionné. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'axe de commande traverse de part en part le carter dans une direction sensiblement orthogonale à l'alignement de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie, de façon à pouvoir être relié auxdits moyens de commande externe par l'une ou l'autre de ses extrémités. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe de commande s'étend entre un pignon fou et le carter, de façon telle que celui-ci ne présente pas de contre-dépouille. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe de commande est de structure tubulaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 correspond à une coupe longitudinale d'une boîte de vitesses munie du dispositif de commande interne proposé par l'invention, passant par l'axe de l'arbre d'entrée, l'axe de l'arbre de sortie, et l'axe d'un arbre de transmission du mouvement en direction d'une roue. - les figures 2 et 3, sont des schémas simplifiés illustrant deux modes de réalisation du dispositif proposé par l'invention. La boîte de vitesses représentée sur la figure 1 comporte un arbre d'entrée 1 et un arbre de sortie 2 parallèle à celui-ci. L'arbre d'entrée 1, dont l'extrémité de droite s'étendant au travers du carter d'embrayage 4 est entraîné par le moteur et le mécanisme d'embrayage non représentés. Cet arbre d'entrée 1 porte cinq pignons de marche avant 6, 7, 8, 9, 10 et un pignon de marche arrière 11, solidaires en rotation de lui-même. L'arbre de sortie 2, parallèle à 1' arbre d'entrée 1, porte cinq pignons de marche avant 12, 13, 14, 15, 16 montés fous sur celui-ci, et engrenant en permanence avec les pignons 6, 7, 8, 9, 10 de marche avant. Cette boîte de vitesses, décrite à titre d'exemple d'application non limitatif de l'invention, dispose donc de cinq rapports de marche avant, pouvant être engagés de façon classique à l'aide de baladeurs non représentés pour ne pas surcharger le schéma, et faisant par exemple partie de synchroniseurs doubles de type quelconque coopérant respectivement avec les crabots 17, 18 et 19 apparaissant sur les figures 2 et 3, en vue de l'accouplement sélectif des pignons fous 12, 13, 14, 15 ou 16 avec l'arbre de sortie 2. De même, le pignon de marche arrière 11, en prise avec un pignon intermédiaire non représenté peut être engagé avec le pignon 20 porté par l'arbre de sortie 2, au moyen d'un frein de marche arrière non représenté, porté par l'axe de marche arrière 33, et coopérant avec le crabot de marche arrière 21 représenté sur les figures 2 et 3. La figure 1 met également en évidence l'emplacement du pignon de descente 22 sur la couronne 23 du différentiel 24, ainsi que celui de l'ouverture 28 du carter de mécanisme 26 en sortie du différentiel 24, et celui de l'arbre de transmission 27 du mouvement entre le différentiel 24 et une roue non représentée. Enfin, il faut noter la présence de l'axe de commande interne 25 de la boîte de vitesses actionnant les crabots 17, 18, 19, 21 mentionnés cidessus sous la commande du levier de changement de vitesses manoeuvré par le conducteur. Dans l'exemple de réalisation de l'invention illustré par la figure 1, l'axe de commande interne 25, de section tubulaire, est disposé à la hauteur du pignon fou de marche arrière, pour des raisons qui apparaîtront clairement à la lecture des paragraphes suivants. La figure 2 est constituée par un schéma composé de la superposition de plusieurs plans de coupe simplifiés. ll est notamment destiné à mettre en évidence l'implantation de l'axe de commande interne 25 vis-à-vis de la pignonnerie de la boîte de vitesses. Le profil du carter de mécanisme 26, apparaissant sur cette figure correspond à une coupe au niveau de son plan de joint sur le carter d'embrayage 4, mentionné sur la figure 1. Les éléments de pignonnerie apparaissant à droite de l'axe de commande interne 25 correspondent à un second plan de coupe A-A, situé au niveau du baladeur 29 et de la fourchette 29' de commande des premier et second rapports de marche avant. Outre l'arbre primaire 1, l'arbre secondaire 2, le baladeur et la fourchette 29 et 29', la figure 2, ainsi que la figure 3 font notamment apparaître le coulisseau de commande de première et de seconde 30, le coulisseau de commande de troisième et de quatrième 31, le coulisseau de commande de cinquième 32 et l'arbre de marche arrière 33. Conformément à un ensemble de dispositions connues, les trois coulisseaux 30, 31, 32 et l'arbre de marche arrière coopèrent respectivement avec un crabot de première et de seconde 17, un crabot de troisième et de quatrième 18, un crabot de cinquième 19, et un crabot de marche arrière 21. Dans la situation de la boîte de vitesses illustrée par les figures 2 et 3, à savoir au point mort, le doigt de passage 34 fixé sur l'axe de commande 25, se trouve en face du crabot de troisième et de quatrième 18, tandis que le doigt de passage de marche arrière 35, également fixé sur l'axe de commande 25 est à l'écart du crabot de marche arrière 21. Comme indiqué précédemment, la sélection des lignes de vitesses s'effectue en réponse au déplacement en translation de l'axe 25, grâce au positionnement du doigt de passage 34 ou du doigt de commande de marche arrière 35 en face d'un crabot 17, 18, 19 ou 21, tandis que l'engagement d'un rapport est obtenu par le déplacement du crabot sélectionné en réponse à une rotation de l'axe de commande 25. Les figures 2 et 3 font également apparaître en coupe l'arbre de transmission 27, au travers de l'ouverture 28 du carter 26 mentionnée sur la figure 1. L'axe de commande 25, situé en réalité en arrière des plans de coupe du carter 26 et de la pignonnerie, traverse de part et d'autre le carter 26, selon une orientation sensiblement orthogonale à l'alignement défini par l'arbre d'entrée 1, l'arbre de sortie 2 et l'arbre de transmission 27. Cette disposition lui permet de manoeuvrer de façon habituelle les crabots 17, 18, 19, 21 par l'intermédiaire du doigt de passage 34 et du doigt de commande de marche arrière 35, en présentant au choix une sortie de commande par le haut (fig. 2) ou par le bas (fig. 3), sans qu'il soit nécessaire de modifier son emplacement ou le mécanisme de commande interne de la boîte avec lequel il coopère. Conformément à la figure 2, son extrémité inférieure peut être en effet engagée dans un moyen de guidage aveugle 36 fixé sur le carter 26, tandis que son extrémité supérieure traverse un moyen de guidage ouvert 37, également fixé sur le carter 26, et associé à un moyen d'étanchéité 38, de façon à recevoir à son extrémité libre un levier de manoeuvre 39 relié au mécanisme de commande externe de la boîte, non représenté. En se reportant à la figure 3, on voit que l'emplacement du moyen de guidage aveugle 36 d'une part, et des moyens de guidage ouvert et d'étanchéité 37, 38 d'autre part, ont été inversés de façon à obtenir une sortie de commande par le bas, sans autre modification du mécanisme de commande. L'invention permet donc, en effectuant uniquement des modifications mineures de la boîte de vitesses, telles que l'inversion des moyens de guidage 36 et 37, de transformer une boîte de vitesses à sortie de commande par le bas en boîte de vitesses à sortie de commande par le haut et inversement. La disposition proposée par l'invention respecte l'architecture de la boîte de vitesses, notamment en ce qui concerne l'entre-axe imposé par l'implantation de l'arbre de transmission 27 et l'étagement de la pignonnerie. Par ailleurs, on remarque sur la figure 1 que l'intégration de l'axe de commande 25 proposée par l'invention est possible sans que le carter ne présente aucune contre-dépouille, grâce au choix judicieux de l'espace existant, dans l'exemple représenté, entre le pignon fou de troisième 14 et le carter 26.Cette intégration n'entraîne donc aucune contrainte de fabrication particulière au niveau du carter de mécanisme 26. Enfin, il faut noter que lors du montage d'une boîte manuelle de type classique, le doigt de passage doit normalement être introduit dans une des crosses de crabot juste avant la mise en place du carter (ou plus précisément juste avant l'engagement de l'extrémité des arbres d'entrée et de sortie dans leurs paliers respectifs. On sait que la manipulation de l'axe de commande et du doigt de passage est pour cette raison d'autant plus délicate que son implantation est prévue vers le fond du carter. La disposition de l'axe 25 en regard du pignon fou de troisième, illustrée par la figure 1, s'avère particulièrement avantageuse au regard de ces contraintes d'assemblage habituelles, car elle propose de placer l'axe de commande 25 dans la première partie du carter 26. De plus, l'adoption d'un axe de commande tubulaire, proposée par l'invention, permet de réduire, dans une mesure très satisfaisante, son poids, ainsi que les vibrations transmises par son intermédiaire à l'intérieur de l'habitacle. En conclusion, l'invention permet non seulement de disposer sur une même boîte de vitesses d'une sortie de commande par le haut ou par le bas sans aucune modification du mécanisme interne de celle-ci, mais également d'utiliser dans les deux versions correspondantes la même commande externe, qui pourra être de tout type, à câbles ou par tringle. L'intérêt pour un constructeur automobile d'adopter sur sa gamme de véhicules des boîtes de vitesses à sortie de commande par le haut consistant principalement à pouvoir abaisser globalement le groupe moto-propulseur, à utiliser un berceau plat, donc plus léger et plus rigide, et à pouvoir avancer le pot catalytique placé sous le plancher, en direction du moteur, l'invention permet de bénéficier de telles dispositions avec une boîte de vitesses utilisable par ailleurs sur des architectures classiques prévoyant d'implanter les moyens de commande externes de la boîte à proximité du plancher. Bien entendu, le dispositif de commande interne pour boîte de vitesses manuelle proposé par l'invention est d'une application très générale, qui ne saurait être limitée à la boîte de vitesses décrite ci-dessus, à titre d'exemple d'application non limitatif. REVENDICATIONS [1] Dispositif de commande de boîte de vitesses comprenant à l'intérieur d'un carter (26) un arbre d'entrée (1) portant des pignons primaires (6, 7, 8, 9, 10, 11) engrenant en permanence avec des pignons secondaires (12, 13, 14, 15, 16, 20) montés fous sur un arbre de sortie (2) parallèle à l'arbre d'entrée (1), tout en pouvant être solidarisés sélectivement avec l'arbre de sortie (2) par l'intermédiaire de baladeurs (29) actionnés par des crabots (17, 18, 19, 21) sous le contrôle d'un axe de commande (25) relié à des moyens de commande externes de la boîte de vitesses et muni d'au moins un doigt de passage (34, 35), dont le déplacement en translation assure la sélection d'une ligne de vitesses grâce au positionnement du doigt de passage (34, 35) en face du crabot (17, 18, 19, 21) correspondant, et dont la rotation assure l'engagement d'un rapport par la manoeuvre du crabot (17, 18, 19, 21) sélectionné, caractérisé en ce que l'axe de commande (25) traverse de part en part le carter (26) dans une direction sensiblement orthogonale à l'alignement de l'arbre d'entrée (1) et de l'arbre de sortie (2), de façon à pouvoir être relié auxdits moyens de commande externe par l'une ou l'autre de ses extrémités. [2] Dispositif de commande interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de commande (25) s'étend entre un pignon fou (12, 13, 14, 15, 20) et le carter (26), de façon telle que celui-ci ne présente pas de contre-dépouille. [3] Dispositif de commande interne selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe de commande (25) est de structure tubulaire.