Brevet FR2773861A1 — publié le 19990723

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE MARCHE ARRIERE La présente invention se rapporte à la commande interne de la marche arrière des boîtes de vitesses mécaniques. Elle concerne une boîte de vitesses mécanique comportant un arbre d'entrée de mouvement qui porte un pignon d'entraînement de marche arrière, un arbre de sortie de mouvement parallèle à l'arbre d'entrée qui porte un pignon de transmission de marche arrière, et un arbre d'inversion de mouvement qui porte un pignon intermédiaire de marche arrière. Le pignon de renvoi (ou pignon intermédiaire) de marche arrière, est généralement mobile entre une première position où il est à l'écart des pignons primaire et secondaire de marche arrière, et une seconde position, dans laquelle il engrène avec ces derniers, de façon à transmettre et à inverser le mouvement entre l'arbre primaire et l'arbre secondaire de la boîte. Selon une disposition connue, illustrée notamment par la publication FR 2511 460, le pignon intermédiaire peut être solidaire en translation de l'arbre d'inversion de marche arrière, tandis que le pignon de transmission (ou pignon secondaire de marche arrière) est monté sur un baladeur d'engagement d'un rapport de marche avant. Le passage de la marche arrière s'obtient alors en déplaçant l'arbre d'inversion de marche arrière de façon à faire engrener le pignon intermédiaire de marche arrière avec le pignon d'entraînement (ou pignon primaire) de marche arrière, et avec le pignon de transmission (ou pignon secondaire) de marche arrière. Dans ce mécanisme, le déplacement de l'arbre d'inversion de marche arrière s'effectue à l'aide d'un doigt de commande spécifique, ayant un rayon d'action sensiblement double de celui du doigt de commande de marche avant, de façon à donner au pignon intermédiaire, la course de garde qu'impose la disposition du pignon de transmission de marche arrière sur un des baladeurs de marche avant. Dans d'autres mécanismes de commande, le pignon intermédiaire est immobilisé axialement en engrènement permanent avec le pignon d'entraînement de marche arrière, tandis que le pignon de transmission de marche arrière est déplacé en direction du pignon intermédiaire. Cette disposition, illustrée par la publication EP 0562 946, permet notamment de renoncer au doublement de la course d'engagement du coulisseau de marche arrière. Cependant elle impose, comme la précédente, l'entrée en contact des dentures de deux pignons, générant parfois des craquements désagréables. Pour éviter les problèmes de craquement liés à l'engagement de la marche arrière, il a déjà été proposé de freiner les pignons de marche arrière ou de les synchroniser avant leur entrée en contact. La publication EP 0721 072 prévoit en particulier de monter deux pignons de renvoi distincts sur l'arbre d'inversion, en prise respective avec le pignon d'entraînement et avec le pignon de transmission de marche arrière, et de rendre solidaires en rotation ces deux pignons de renvoi pour engager la marche arrière, en ayant pris soin d'égaliser leurs vitesses de rotation, avant l'entrée en contact des dentures. De façon générale, l'encombrement des dispositifs d'assistance au passage de la marche arrière connus rend difficile leur intégration dans les architectures de boîtes de vitesses compactes. La présente invention vise à supprimer les problèmes de craquement lors de l'engagement de la marche arrière, sans chercher à contrôler la vitesse de rotation des pignons. Elle propose dans ce but que l'engagement de la marche arrière soit obtenu en projetant le pignon intermédiaire le long de l'arbre d'inversion de mouvement, de façon à faciliter l'entrée de sa denture dans celle des pignons de marche arrière. De préférence, le pignon intermédiaire est immobilisé axialement sur l'arbre d'inversion de mouvement. Dans ce cas particulier, le pignon intermédiaire est projeté contre les pignons de marche arrière par un ressort enroulé autour de l'arbre d'inversion de marche arrière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - les figures 1 à 4 illustrent respectivement la situation du dispositif proposé avant le début, pendant une première phase, pendant une seconde phase, et à l'issue du passage de la marche arrière. Le mécanisme illustré par les figures est regroupé autour d'un arbre d'inversion de marche arrière 1. Il s'intègre dans une boîte de vitesses mécanique de type classique, comportant par ailleurs un arbre primaire, ou arbre d'entrée de mouvement et un arbre secondaire, ou de sortie de mouvement (non représentés), supportant un ensemble de pignons d'entraînement de marche avant, un ensemble de pignons fous de marche avant et un pignon d'entraînement ou pignon primaire de marche avant (non représentés), et un pignon secondaire ou pignon de transmission de marche arrière 2. Conformément à l'invention, l'arbre d'inversion de marche arrière 1 peut se déplacer axialement à l'intérieur du carter 3, mais également être immobilisé axialement vis-à-vis de celui-ci dans deux positions distinctes, par un système de billage 4, coopérant avec deux encoches 6, 7 ménagées sur sa périphérie. L'arbre 1 porte un pignon intermédiaire de marche arrière 8. Selon le mode de réalisation non limitatif décrit ci-dessous et illustré par les figures, le pignon intermédiaire 8 est solidaire en translation de l'arbre 1, de sorte que l'engagement de la marche arrière s'effectue en réponse au déplacement de cet arbre, par un doigt de commande de marche arrière 12, mais l'invention s'applique également au cas où le pignon intermédiaire est mobile sur l'axe de renvoi. Avant l'engagement effectif de la marche arrière (cf figures 1 à 3), le pignon 8 est situé à l'écart du pignon de transmission 2, tandis qu'il est en prise avec celuici (et avec un pignon d'entraînement de marche arrière non représenté), lorsque la marche arrière est engagée (cf figure 4). Une première et une deuxième goupille d'immobilisation 9 et 11, fixées sur l'arbre 1 à une distance appropriée, délimitent entre elles une section, le long de laquelle un crabot 12, engagé autour de l'arbre 1, mais immobilisé en rotation vis-àvis du carter 3 par des moyens non représentés, peut coulisser axialement. Le déplacement axial du crabot 12 s'effectue sous la commande d'un doigt de commande de marche arrière 13, actionné de façon conventionnelle par le conducteur à partir de son levier de changement de vitesses. L'immobilisation de l'arbre 1 dans ses positions de point mort et de marche arrière est assurée par la rencontre du système de billage 4 avec les deux encoches 6, 7 de celui-ci. Enfin, un ressort axial 14, disposé autour de l'arbre 1, est en appui entre la goupille 11, la plus éloignée du pignon intermédiaire 8, et le crabot 12, de façon à repousser élastiquement l'arbre 1 vers la droite des schémas, lors de l'engagement effectif de la marche arrière. Dans tous les cas, la force du ressort reste inférieure à l'effort de retenue du système de billage 4 dans l'une ou l'autre des encoches 6, 7. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Au point mort (cf figure 1), l'arbre 1 est arrêté axialement vis-à-vis du carter 3 par le système de billage 4 dans une première position où ce système est engagé dans une première encoche 6 de cet arbre. Lorsque le conducteur commence à déplacer son levier de changement de vitesse dans la ligne de passage de marche arrière, le doigt de commande tourne avec son axe de commande 13a (dans le sens des aiguilles d'une montre sur les schémas), en entraînant le crabot 12 vers la droite le long de l'arbre 1, sans déplacer ce dernier, qui est maintenu en position vis-à-vis du carter 3 par le système de billage 4, mais en comprimant le ressort 14 contre la deuxième goupille 11. Le déplacement du crabot 12 le long de l'arbre 1, en réponse à la rotation du doigt 13, se poursuit jusqu'à la position de la figure 3, dans laquelle ce crabot vient en appui contre la goupille 11. Dans cette position, l'effort du conducteur sur son levier s'exerce directement sur l'arbre 1, par l'intermédiaire de la seconde goupille 11. Dès que cet effort est supérieur à celui du billage 4, ce dernier laisse échapper l'arbre 1 vers la droite. L'arbre 1 n'est plus retenu par sa première encoche 6, tandis que le crabot 12 est maintenu en position par le doigt 12. L'arbre 1 ne quitte pas sa position de point mort avant que le crabot 12 ait comprimé le ressort 14 contre la seconde goupille 11. Il en résulte que l'énergie accumulée dans le ressort 14 se libère brutalement dès que le doigt de commande 13 a dégagé la première encoche 6 du système de billage, en projetant l'arbre 1 vers la droite jusqu'à la position de la figure 4, dans laquelle le pignon intermédiaire 8 est en prise avec le pignon de transmission 2 (ainsi qu'avec le pignon d'entraînement de marche arrière non représenté), tandis que le crabot 12 rencontre à nouveau la première goupille 9. L'élan que le pignon intermédiaire 8 reçoit du ressort 14 entouré autour de l'arbre 1 facilite l'entrée en contact des dentures, de sorte que les problèmes de craquement rencontrés habituellement lors de l'engagement de la marche arrière sont supprimés, en l'absence de tout système de freinage ou de synchronisation conventionnel des pignons. Sur la figure 4, la marche arrière est donc engagée. Son maintien est assuré par l'engagement du billage 4 dans la seconde encoche 7 de l'arbre 1. Enfin, lorsque le conducteur quitte la marche arrière, il dégage le billage 4 de la seconde encoche 7, et le crabot 12 repousse l'arbre 1 vers la gauche en appuyant sur la première goupille 9, jusqu'à ce que la première encoche 6 rencontre à nouveau le billage 4, conformément à la figure 1. Le dispositif décrit ci-dessus est particulièrement simple à réaliser. Sa fiabilité dépend notamment de la qualité du ressort et de la précision de son tarage, qui doit impérativement limiter sa force de compression en dessous de l'effort de résistance à l'échappement du système de billage hors des encoches de l'arbre de marche arrière. En résumé, l'invention propose essentiellement d'augmenter la vitesse d'entrée en contact de la denture du pignon intermédiaire avec celle des pignons primaire et secondaire de marche arrière, au lieu de chercher à freiner ou à égaliser les vitesses de rotation des pignons. REVENDICATIONS [1] Dispositif de commande interne de marche arrière de boîte de vitesses mécanique comportant un arbre d'entrée de mouvement qui porte un pignon d'entraînement de marche arrière, un arbre de sortie de mouvement parallèle à l'arbre d'entrée qui porte un pignon de transmission de marche arrière (2), et un arbre d'inversion de mouvement (1) qui porte un pignon intermédiaire de marche arrière (8), caractérisé en ce que l'engagement de la marche arrière est obtenu par la projection avec élan du pignon intermédiaire (8) le long de l'arbre d'inversion (1), de façon à faciliter l'entrée de sa denture dans celle des pignons de marche arrière. [2] Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon intermédiaire (8) est immobilisé axialement sur l'arbre d'inversion de mouvement (1). [3] Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le pignon intermédiaire reçoit son élan d'un ressort (14) enroulé autour de l'arbre (1). [4] Dispositif de commande selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le ressort est en appui contre une première goupille (9) fixée sur l'arbre (1) et un crabot de commande de marche arrière (12) déplaçable le long de celui-ci sous le contrôle d'un doigt de commande de marche arrière (13). [5] Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre (1) ne quitte pas sa position de point mort avant que le crabot (12) ait comprimé le ressort (14) contre une deuxième goupille (11). [6] Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'immobilisation de l'arbre (1) dans ses positions de point mort et de marche arrière est assurée par la rencontre d'un système de billage (4) solidaire du carter (3) de la boîte avec une encoche (6, 7) de cet arbre. [7] Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la force du ressort (14) est inférieure à l'effort de retenue du système de billage (4) dans les encoches (6, 7). [8] Dispositif de commande selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le crabot (12) rencontre la deuxième goupille (11) fixée sur l'arbre (1), lors de l'engagement effectif de la marche arrière. [9] Dispositif de commande selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le pignon intermédiaire (8) est projeté contre les pignons de marche arrière par le ressort (14), dès que le doigt de commande (13) a dégagé une encoche (6) du système de billage (4). [10] Procédé de commande interne de marche arrière d'une boîte de vitesses mécanique comportant un arbre d'entrée de mouvement qui porte un pignon d'entraînement de marche arrière, un arbre de sortie de mouvement parallèle à l'arbre d'entrée qui porte un pignon de transmission de marche arrière (2), et un arbre d'inversion de mouvement (1) qui porte un pignon intermédiaire de marche arrière (8), caractérisé que le pignon intermédiaire (8) est projeté contre les pignons de marche arrière par un ressort enroulé autour de l'arbre (1)