Brevet FR2736984A1 — publié le 19970124

L'invention est relative à un dispositif de commande mécanique d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. Elle se rapporte plus particulièrement aux boîtes de vitesses dans lesquelles un doigt solidaire d'un arbre de commande entraîne alternativement plusieurs fourchettes d'engagement et de dégagement respectif de divers couples d'engrenages -ou rapports de la boîte-, chaque engagement s'effectuant, au moins pour les rapports de marche avant, par l'intermédiaire d'un synchroniseur. Chaque synchroniseur comportant généralement, coaxialement entre un pignon d'un couple d'engrenages et un moyeu d'entraînement, une bague de friction et un manchon cannelé relié au doigt, I'engagement du rapport correspondant s'effectue par coulissement du manchon en provoquant successivement l'embrayage du pignon par la bague puis son crabotage par le manchon cannelé. La manoeuvre commandant ce coulissement s'effectue ainsi en deux temps, avec un effort d'abord progressif ("bosse d'effort") correspondant à l'embrayage, puis brusque ("pic d'effort") correspondant au crabotage. II en résulte un désagrément dans le mouvement exécuté par l'utilisateur du véhicule lors de chaque passage d'une vitesse. Ce désagrément est parfois atténué par l'agencement d'un dispositif élastique dans des éléments de transmission mécanique reliant l'arbre de commande au levier de vitesses actionné par l'utilisateur. Ces éléments sont, dans le véhicule, extérieurs à la boîte de vitesses et souvent vulnérables et soumis à des risques d'encrassement et d'oxydation nuisibles à leur efficacité durable. L'invention vise à éviter ces inconvénients en agençant un moyen d'atténuation du désagrément de manoeuvre susmentionné qui soit particulièrement fiable, notamment grâce à son emplacement dans la boîte de vitesses. A cet effet, I'invention concerne un dispositif de commande d'une boîte de vitesses dans laquelle un doigt solidaire d'un arbre de commande est propre à entraîner alternativement, et parallèlement à une direction dite de passage, plusieurs éléments mobiles d'engagement de rapports de la boîte de vitesses. Selon l'invention, le doigt est relié à l'arbre de commande par des moyens élastiques permettant un déplacement relatif limité du doigt par rapport à l'arbre dans la direction de passage, ce déplacement étant inférieur à celui correspondant à l'engagement d'un rapport. Selon quelques dispositions intéressantes de l'invention: - L'arbre de commande étant perpendiculaire à la direction de passage, le doigt est monté pivotant sur l'arbre ou sur un axe porté parallèlement par celui-ci ; dans ce cas: - le doigt s'articule par l'axe susdit sur un moyeu fixé à l'arbre, il est lié en rotation au moyeu par au moins un ressort à lame, et son pivotement sur le moyeu est limité dans chaque sens par une butée rigide solidaire de ce dernier; - ou bien le doigt est rigidement solidaire d'un moyeu accouplé à l'arbre par une goupille diamétrale coopérant avec deux butées en matière élastique logées dans un évidement du moyeu. Deux modes de réalisation du dispositif selon l'invention sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue latérale d'une partie d'un dispositif de commande d'une boîte de vitesses, avec coupe axiale d'un synchroniseur associé à deux pignons; - les figures 2 à 4 sont des vues en coupe du synchroniseur suivant la ligne ll-ll de la figure 1, correspondant respectivement à trois positions de la commande; - la figure 5 est une vue à plus grande échelle d'un détail du dispositif selon un premier mode de réalisation; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5; - la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 5 selon un second mode de réalisation, en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 8; - et la figure 8 est une vue de droite par rapport à la figure 7. On voit sur la figure 1 I'un de plusieurs axes parallèles 1 propres à coulisser alternativement dans une boîte de vitesses, dans des paliers usuels non représentés, par coopération d'une crosse 2 qu'ils comportent chacun avec un doigt 3 solidaire d'un arbre de commande 4 perpendiculaire à leur direction D. L'axe 1 porte une fourchette 5 engagée dans une gorge périphérique d'un manchon cannelé 6 d'un synchroniseur 7 apte à accoupler alternativement deux pignons 8 et 8a à un arbre 9 sur lequel ils sont montés fous. Chacun de ces pignons 8 et 8a fait partie d'un couple d'engrenages correspondant à un rapport de la boîte de vitesses, rapport qui se trouve engagé quand le pignon 8 ou 8a est accouplé à l'arbre 9 par crabotage d'une denture auxiliaire 10 ou 10a qu'il comporte avec le manchon 6 coulissant sur un moyeu cannelé 11 fixé à cet arbre. Le synchroniseur comporte entre chaque pignon 8,8a et le moyeu 11 une bague conique de friction 12,12a tournant avec ce dernier et apte à coopérer par frottement avec un cône 13,13a du pignon associé quand elle est poussée axialement par le manchon 6 grâce à des pavés 14 qu'elle comporte. Ce synchroniseur étant connu ne sera pas décrit plus en détail ici, et son fonctionnement usuel apparaît aux figures 2 à 4 pour le passage du rapport correspondant au pignon 8 : à partir d'une position de repos -ou point mort- visible aux figures 1 et 2, un déplacement vers la gauche de l'axe 1 avec la fourchette 5 et le manchon 6 provoque d'abord, sur une course c et selon la figure 3, une poussée de la bague 12 sur le cône 13 et donc un embrayage du pignon par friction, à la fin duquel le pavé 14 se trouve centré entre deux cannelures appropriées du manchon 6; puis, sur une course d et selon la figure 4, le crabotage du pignon par engagement des cannelures du manchon 6 dans la denture 10 du pignon. Pour éviter que cet embrayage et ce crabotage n'engendrent comme habituellement une résistance en deux temps -bosse d'effort et pic d'effort- dans la commande lors du passage de vitesse, le doigt 3 est, selon l'invention, relié à l'arbre 4 par un moyen élastique autorisant un léger déplacement e du doigt dans la direction D correspondant au passage de vitesse, déplacement notablement inférieur à celui f effectué par le doigt pour ce passage. A cet effet, selon la disposition des figures 5 et 6, le doigt 31 s'articule sur un moyeu 15 fixé à l'arbre 4, par l'intermédiaire d'un axe 16 porté par ce moyeu parallèlement à l'arbre 4, et il est lié élastiquement en rotation au moyeu 15 par deux ressorts à lame 17 et 17a qui l'immobilisent au repos dans une position médiane représentée en traits pleins, et qui fléchissent de part et d'autre d'un plan de symétrie P du doigt perpendiculaire à la direction D de passage lorsqu'un effort de commande appliqué à l'arbre 4 en rotation est transmis au doigt 31. Deux butées 18, et 1 8a rigidement solidaires du moyeu 15 sont disposées sur celui-ci de manière à limiter le débattement angulaire du doigt 31, dans les deux sens, à une valeur correspondant au déplacement e susmentionné. Selon la disposition des figures 7 et 8, le doigt 32 est réalisé monopièce avec un moyeu 19 dont deux évidements diamétralement opposés 20 reçoivent chacun un tronçon d'extrémité 21 d'une goupille diamétrale 22 fixée à l'arbre 4. Chacun de ces deux évidements contient, de part et d'autre du tronçon 21 par rapport à un plan diamétral O contenant l'axe de la goupille, des butées 23 et 23a en matière élastique telle qu'un élastomère aptes à être comprimées alternativement selon le sens de passage, de manière à autoriser le débattement e susmentionné. En variante, le doigt peut être monté pivotant directement sur l'arbre et relié par des moyens élastiques à un moyeu adjacent fixé à l'arbre. Par ailleurs, dans les dispositions où l'arbre de commande est parallèle à la direction de passage, le doigt est monté coulissant sur cet arbre et des moyens élastiques autorisent un coulissement limité e du doigt sur l'arbre. Dans tous les cas, le léger déplacement autorisé par les moyens élastiques prévus par l'invention est tel que ceux-ci emmagasinent, dans la phase d'embrayage du synchroniseur, une énergie dont la restitution dans la phase de crabotage procure une progressivité inhabituelle de l'effort transmis par l'arbre de commande, et par suite un agrément de manoeuvre pour l'utilisateur de la boîte de vitesses. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande d'une boîte de vitesses dans laquelle un doigt (3) solidaire d'un arbre de commande (4) est propre à entraîner alternativement, et parallèlement à une direction (D) dite de passage, plusieurs éléments mobiles (5) d'engagement de rapports de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que le doigt (31,32) est relié à l'arbre de commande (4) par des moyens élastiques (17,17a; 23,23a) permettant un déplacement relatif limité (e) du doigt par rapport à l'arbre (4) dans la direction (D) de passage, ce déplacement (e) étant inférieur à celui (f) correspondant à l'engagement d'un rapport. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de commande (4) étant perpendiculaire à la direction (D) de passage, le doigt (3) est monté pivotant sur l'arbre (4) ou sur un axe (16) porté parallèlement par celuici; 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le doigt (31) s'articule par l'axe susdit (16) sur un moyeu (15) fixé à l'arbre (4); 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le doigt (31) est lié en rotation au moyeu (15) par au moins un ressort à lame (17,17a) et son pivotement sur le moyeu (15) est limité dans chaque sens par une butée rigide (18,18a) solidaire de ce dernier; ; 5 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le doigt (32) est rigidement solidaire d'un moyeu (19) accouplé à l'arbre (4) par une goupille diamétrale (22) coopérant avec deux butées (23,23a) en matière élastique logées dans un évidement (20) du moyeu.