Brevet FR2715450A1 — publié le 19950728

DISPOSITIF DE RAPPEL EN SELECTION POUR AXE DE COMMANDE DE BOITE DE VITESSES MECANIOUE L'invention concerne les boîtes de vitesses mécaniques. Plus précisément, elle trouve son application sur les boîtes de vitesses mécaniques à commande "mono-barre", c'est-à-dire les boîtes de vitesses mécaniques dont la commande par le conducteur à partir de son levier de changement de vitesses est transmise à l'intérieur d'un carter, appelé carter de mécanisme, par l'intermédiaire d'une seule barre, ou axe de commande interne. De façon classique, l'axe de commande d'une boîte de vitesses mécanique se déplace en translation lors de la sélection d'une ligne de vitesses, et en rotation lors de l'engagement d'un rapport. Le rappel en sélection de l'axe de commande est une disposition visant à replacer élastiquement l'axe de commande en position centrale de repos, lorsque le conducteur lâche son levier de changement de vitesses. Dans le cas d'une boîte de vitesses à cinq rapports de marche avant, dont la grille de sélection et de passage présente quatre couloirs de sélection correspondant respectivement aux rapports 1-2, 34, 5 et à la marche arrière, les moyens de rappel en sélection tendent à replacer élastiquement l'axe de commande en position centrale, réservée à l'engagement des rapports 3 et 4. Selon une disposition connue, les moyens de rappel en sélection comportent deux ressorts disposés autour de l'axe de commande de part et d'autre d'une bague fixée sur celui-ci de façon à repousser élastiquement ladite bague vers une position d'équilibre déterminée. Une telle disposition est satisfaisante pour autant que les ressorts soient tarés de façon suffisamment précise pour n'autoriser aucun jeu axial de l'axe de commande dans sa position d'équilibre. La présente invention a pour but de supprimer tout risque de cet ordre. Elle propose à cet effet un dispositif de rappel en sélection pour axe de commande interne de boîte de vitesses mécanique vers une position d'équilibre, comportant deux ressorts de rappel coaxiaux disposés autour de l'axe de commande. Ce dispositif est caractérisé en ce que les deux ressorts sont superposés sur au moins une partie de leur longueur, et en ce que dans ladite position d'équilibre, chaque ressort est en appui par une de ses extrémités contre un point fixe de la boîte de vitesses. Selon un mode de réalisation de l'invention, le ressort extérieur et le ressort intérieur sont respectivement retenus par un fourreau extérieur et par un fourreau intérieur fixés, sur l'axe de commande par l'une de leurs extrémités. Selon un mode de réalisation de l'invention, le fourreau intérieur est télescopique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le fourreau extérieur porte une coupelle coulissant entre l'extrémité libre de oelui-ci, et un épaulement extérieur prévu entre ses deux extrémités. Selon un mode de réalisation de l'invention, le ressort intérieur repousse élastiquement en direction de son point d'appui, l'extrémité libre du fourreau intérieur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le ressort extérieur repousse élastiquement la coupelle en direction du point d'appui fixe du ressort extérieur et de l'épaulement du fourreau extérieur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la position d'équilibre est déterminée par l'appui simultané de la coupelle contre le point d'appui fixe du ressort extérieur, et contre l'épaulement. Selon un mode de réalisation de l'invention, le déplacement de l'axe de commande dans une première direction, se traduit par la compression du ressort extérieur entre son point d'appui fixe et l'extrémité libre du fourreau extérieur, tandis que son déplacement dans une seconde direction se traduit par la compression du ressort intérieur, entre les deux extrémités du fourreau intérieur. Selon un mode de réalisation de l'invention, les extrémités fixes du fourreau intérieur et du fourreau extérieur sont immobilisés dans une goupille engagée au travers de l'axe de commande. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extrémité de la goupille porte une rondelle assurant la reprise par l'axe, des efforts de rappel. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre l'état de la technique connue, - la figure 2 représente de façon simplifiée l'intérieur d'une boîte de vitesses dont on a retiré le carter d'embrayage de façon à faire apparaître le dispositif de rappel proposé par l'invention, - la figure 3 est un agrandissement partiel de la figure 2, et - les figures 4A à 4D illustrent le fonctionnement du dispositif de l'invention. La figure 1 fait apparaître, à l'intérieur du carter de mécanisme 23 d'une boîte de vitesses mécanique de type connu l'emplacement de l'arbre primaire 2, de l'arbre secondaire 3 et de l'axe de commande 4 de celle-ci. On reconnaîtra également sur cette figure le doigt de commande 5 de l'inverseur de marche arrière et le doigt de passage des vitesses 6, perpendiculaires à l'axe 4. Entre les deux doigts de commande 5, 6, l'axe 4 porte une bague 7, goupillée sur celui-ci. La bague 7 est repoussée élastiquement par un premier et un second ressorts 8, 9, vers sa position d'équilibre à la hauteur d'un élément d'appui fixe 24 appartenant au carter 23. De façon classique, les ressorts antagonistes 8, 9, assurent le rappel de l'axe 4, de la ligne de sélection 1-2, et 5-MAR vers la ligne de sélection 34 correspondant à la position d'équilibre recherchée en repoussant la bague 7 en direction de l'élément 24 par l'intermédiaire des coupelles 10, 1 1 qui coulissent librement le long de l'axe 4. Comme indiqué précédemment, le bon fonctionnement d'un tel système de rappel suppose que les ressorts replacent la bague 7 exactement dans la position souhaitée, et la maintiennent sans jeu axial dans cette position. On notera également que les ressorts 8, 9, s'étendent sur une partie relativement importante de la longueur totale de l'axe de commande, et que les ressorts 8, 9 et les coupelles 10, 1 1 doivent être engagés individuellement autour de l'axe 4, lors du montage. Sur la figure 2, se rapportant à l'invention, on reconnaît l'axe de commande interne 4 d'une boîte de vitesses mécanique, s'étendant à l'intérieur du carter 23 de celle-ci, entre son mécanisme différentiel 12, et son arbre secondaire 3. L'agrandissement de la figure 3 fait apparaître de façon plus précise la constitution du dispositif de rappel en sélection proposé par l'invention. On distingue sur ce schéma un fourreau intérieur 14 entouré extérieurement d'un premier ressort ou ressort intérieur 13. Le fourreau intérieur 14, en appui contre un premier point fixe 1 de la boîte de vitesses, est engagé dans un fourreau extérieur 15 lui-même, entouré par un second ressort 16 ou ressort extérieur. La coupelle annulaire 17 disposée autour du fourreau extérieur 16, tout en étant comme celui-ci entourée par le ressort extérieur 16, est en appui contre un second point d'appui fixe 1' de la boîte de vitesses. La situation relative de ces différents éléments illustrée par la figure 3 correspond à celle de la figure 4C, c'est-à-dire à la position d'équilibre de l'axe de commande 4 correspondant par exemple à la disposition du doigt de passage des vitesses, sur la ligne de sélection 34. En se reportant aux figures 4A à 4D, on retrouve l'ensemble des éléments mentionnés ci-dessus. Le fourreau extérieur 15 présente un épaulement 22 entre son extrémité libre 15" et son extrémité de fixation 15' sur une goupille 18 traversant l'axe de commande 4. On notera que les ressorts 13 et 16 sont superposés sur une partie de leur longueur. Par ailleurs, la coupelle 17 est en appui contre l'épaulement 22 sur les figures 4A à 4C, tandis que le fourreau intérieur 14 comporte deux parties coulissant de façon télescopique l'une à l'intérieur de l'autre. Ces figures mettent également en évidence la présence d'une bague 19 permettant le coulissement de l'axe 4 à l'intérieur du carter 1, et celle d'un joint d'étanchéité 20 à l'extrémité de celle-ci. Enfin, la partie 18' de la goupille 18 recevant les extrémités 14', 15' du fourreau intérieur 14 et du fourreau extérieur 15 est surmontée d'une rondelle 5 participant au transfert des efforts de rappel sur l'axe 4. Le fonctionnement du dispositif de rappel en sélection proposé par l'invention et le suivant. En position d'équilibre (cf figure 4c) les deux ressorts sont respectivement en appui par une de leurs extrémité 13', 16' contre le premier et le second point fixe 1 et 1' tout en étant retenus par l'extrémité libre 14", 15" de chaque fourreau 14, 15. Le déplacement de l'axe de commande 4 sur la gauche du schéma (figures 4A et 4B), correspondant, dans l'exemple décrit, à la sélection de la ligne 1-2 ou de la marche arrière, se traduit par la compression du ressort intérieur 13, entraînant la coupelle 22 à 1' écart de son point d'appui 1' sans séparer celle-ci de l'épaulement 22. En revanche, le déplacement de l'axe de commande 4 vers la droite du schéma (figure 4D), correspondant à la sélection de la ligne du cinquième rapport de marche avant, se traduit par la compression du ressort extérieur, et la séparation de la coupelle 17 et de l'épaulement 22. Le rappel en sélection à partir des lignes de sélection 1-2 et de marche arrière est donc assuré par le ressort intérieur 13 en appui contre le premier point fixe 1, et tendant à repousser le fourreau extérieur 16 et la coupelle 17 en direction du second point fixe 1' tandis que le rappel en sélection à partir de la ligne de sélection du cinquième rapport de marche avant est assuré par le ressort extérieur 16, en appui sur le second point fixe 1' pour rapprocher l'épaulement 22 de la coupelle 17. Cette dernière se déplace donc sous le contrôle du ressort extérieur 16 entre l'extrémité libre 15" du fourreau extérieur 16 et l'épaulement 22. La position d'équilibre de l'axe de commande est déterminée par l'appui simultané de la coupelle 17 contre le second point fixe 1' et l'épaulement 22. Enfin, il faut retenir que la compression du ressort 16 s'effectue entre la coupelle 22 et l'extrémité libre 15" du fourreau extérieur 15, tandis que la compression du ressort intérieur 13 s'effectue entre la goupille 18 et l'extrémité libre 14" du fourreau intérieur 14. De façon avantageuse, l'ensemble du dispositif de rappel proposé peut se présenter sous la forme d'une "cartouche de rappel en sélection" montée d'un seul bloc sur l'axe de commande 4 dans la situation illustrée à titre d'exemple non limitatif par la figure 2. L'invention permet donc de disposer d'un dispositif de rappel en sélection compact, facile à intégrer dans une boîte de vitesses mécanique à commande "mono-barre". Enfin, il faut souligner que ce dispositif est constamment sous contrainte, du fait que le ressort intérieur n'est pas au repos lorsque l'axe de commande est en position 34. Pour cette raison, l'axe de commande est exempt de tout jeu axial en position d'équilibre. Ce dernier point représente un progrès significatif par rapport aux systèmes de rappel en sélection connus. REVENDICATIONS [1] Dispositif de rappel en sélection pour axe de commande interne (4) de boîte de vitesses mécanique vers une position d'équilibre comportant deux ressorts coaxiaux (13, 16) disposés autour de l'axe de commande, caractérisé en ce que les deux ressorts (13, 16) sont superposés sur au moins une partie de leur longueur, et en ce que dans ladite position d'équilibre, chaque ressort (13, 16) est en appui par l'une de ses extrémités (13', 16'), contre un point fixe (1, 1') de la boîte de vitesses. [2] Dispositif de rappel en sélection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort extérieur (16) et le ressort intérieur (13) sont respectivement retenus par un fourreau extérieur (15) et par un fourreau intérieur (14), fixés sur l'axe de commande (4) par l'une de leurs extrémités (14', 15'). [3] Dispositif de rappel en sélection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fourreau intérieur (14) est télescopique. [4] Dispositif de rappel en sélection selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le fourreau extérieur (15) porte une coupelle coulissant entre l'extrémité libre (15") de celui-ci, et un épaulement extérieur (22) prévu entre ses deux extrémités (15', 15"). [5] Dispositif de rappel en sélection selon les revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le ressort intérieur (13) repousse élastiquement en direction de son point d'appui fixe (1') l'extrémité libre (14") du fourreau intérieur (14). [6] Dispositif de rappel en sélection selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le ressort extérieur (16) repousse élastiquement la coupelle (17) en direction de son point d'appui fixe (1') et de l'épaulement (22), du fourreau extérieur (15). [7] Dispositif de rappel en sélection selon la revendication 6, caractérisé en ce que la position d'équilibre est déterminée par l'appui simultané de la coupelle (17) contre le point d'appui fixe (1') du ressort extérieur (16) et l'épaulement (22) du fourreau extérieur (15). [8] Dispositif de rappel en sélection selon la revendication 7, caractérisé en ce que le déplacement de l'axe de commande (4) dans une première direction, se traduit par la compression du ressort extérieur (16) entre son point d'appui fixe (1') et l'extrémité libre (15") du fourreau extérieur (15), tandis que son déplacement dans une seconde direction se traduit par la compression du ressort intérieur (13) entre les deux extrémités (14', 14") du fourreau intérieur (14). [9] Dispositif de rappel en sélection selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les extrémités fixes (14', 15') du fourreau intérieur (14) et du fourreau extérieur (15) sont immobilisés dans une goupille (18) engagée au travers de l'axe de commande (4). [10] Dispositif de rappel en sélection selon la revendication 9, caractérisé en ce que le l'extrémité (18') de la goupille (18) porte une rondelle (21) assurant la reprise par l'axe (4), des efforts de rappel.