Brevet FR2776043A1 — publié le 19990917

"Dispositif de changement de vitesses pour boîte de vitesses" La présente invention concerne un dispositif de changement de vitesses pour une boîte de vitesses en particulier d'un véhicule automobile. Il est habituel que le levier de changement de vitesses à actionnement manuel d'un véhicule automobile soit susceptible d'être déplacé en ligne de manière à pouvoir occuper différentes positions de points morts à partir desquelles on peut enclencher, de part et d'autre, les vitesses correspondantes, les différents déplacements et positionnements étant déterminés par une grille. C'est ainsi en particulier que, pour une boîte de vitesses à six rapports de vitesses en marche avant et un rapport de vitesse en marche arrière, le levier de changement de vitesses présente trois points morts alignés à partir desquels les six rapports de vitesses en marche avant peuvent être enclenchés et un quatrième point mort aligné avec les précédents à partir duquel la marche arrière peut être enclenchée. Le but de la présente invention est de réduire le nombre de positions nécessaires du levier de changement de vitesses tout en conservant le même nombre de rapports de vitesses enclenchables. Selon l'invention, le disposititif de changement de vitesses d'une boîte de vitesses, qui comprend un doigt de passage de vitesses mobile en translation de façon à occuper plusieurs positions dans lesquelles il est susceptible de coopérer avec des organes ,. d'enclenchement de vitesses, comprend un bras de changement de vitesses monté sur le carter de boîte de vitesses de façon à être mobile en translation axiale sur une première course par rapport au carter; un coulisseau monté sur ledit bras de façon à être mobile en translation axiale sur une seconde course par rapport audit bras et portant ledit doigt de passage de vitesses; des moyens de positionnement relatif pour verrouiller ledit coulisseau sur ledit bras et déverrouiller ledit bras par rapport au carter pendant ladit première course de ce bras et pour déverrouiller ledit coulisseau et verrouiller ledit bras par rapport au carter lorsque ce bras se trouve à une extrémité de sa première course 1 précitée; et des moyens d'actionnement pour déplacer axialement ledit coulisseau sur ladite seconde course par rapport audit bras lorsque ce dernier se trouve à sa position verrouillée. Ainsi, ledit doigt de passage de vitesses peut occuper, le long respectivement de ladite première course et de ladite seconde course qui se prolongent, différentes positions auxquelles sont associés différents organes d'enclenchement de vitesses. Selon l'invention, lesdits moyens de positionnement relatif comprennent de préférence un pion monté mobile radialement sur ledit bras et dont les extrémités coopérent d'une part avec ledit carter et d'autre part avec ledit coulisseau, le carter comprenant une surface d'appui correspondant à ladite première course dudit doigt de passage de vitesses et une encoche en creux par rapport à cette surface d'appui correspondant à ladite position verrouillée dudit bras et ledit coulisseau comprenant une surface d'appui correspondant à ladite seconde course dudit doigt de passage de vitesses et une encoche en creux par rapport à cette suface d'appui correspondant à ladite position verrouillée dudit coulisseau. Selon l'invention, ledit pion, ledit carter et ledit coulisseau présentent de préférence des formes complémentaires permettant le déplacement radial précité dudit pion. Selon l'invention, lesdits moyens d'actionnement comprennent de préférence un ressort interposé entre ledit coulisseau et ledit bras et agissant axialement, et un organe de commande complémentaire susceptible de déplacer axialement ledit coulisseau par rapport audit bras à l'encontre dudit ressort lorsque ledit bras est à sa position verrouillée. Selon l'invention, ledit organe de commande complémentaire comprend de préférence un piston. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif de changement de vitesses d'une boîte de vitesses, décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel: - la figure 1 représente une coupe partielle d'une boîte de vitesses dans la zone d'un dispositif de changement de vitesses selon la 1 présente invention, ce dernier étant dans une première position; - la figure 2 représente une coupe correspondant à la figure 1 dans laquelle le dispositif de changement de vitesses est dans une seconde position; - la figure 3 représente une coupe correspondant à celle de la figure 1 dans laquelle le dispositif de changement de vitesses est dans une troisième position; - et la figure 4 représente une coupe selon IV-IV de la figure 1. En se reportant aux figures, on voit qu'on a représenté une boîte de vitesses 1 qui comprend un carter 2 à l'intérieur duquel est prévu un ensemble 3 d'organes adjacents d'enclenchement de vitesses, présentant un ensemble 4 d'encoches permettant de mettre en prise des engrenages non représentés correspondant aux différents rapports de vitesses souhaitées. Dans l'exemple représenté, la boîte de vitesses 1 comprend successivement un organe d'enclenchement 3a correspondant à un premier et à un second rapport de vitesses en marche avant, un organe d'enclenchement 3b correspondant à un troisième et à un quatrième rapports de vitesses en marche avant, un organe d'enclenchement 3c correspondant à un cinquième et à un sixème rapports de vitesses en marche avant, et un organe d'enclenchement 3d correspondant à un rapport de vitesses en marche arrière. Les organes d'enclenchement 3, 3b, 3c et 3d comprennent 25. respectivement des encoches 4a, 4b, 4c et 4d qui sont alignés lorsqu'ils sont disposés à leurs points morts, à partir desquels ils peuvent respectivement être déplacés latéralement et de façon parallèle, pour enclencher le rapport de vitesses souhaité. Dans un espace intérieur 5 d'un carter 2 situé en face des encoches 4a à 4d des organes d'enclenchement 3a à 3d est prévu un dispositif de changement de vitesses 6 construit de la manière suivante. Ce dispositif 6 comprend un bras cylindrique 7 de changement de vitesses dont l'axe 8 s'étend parallèlement à la direction des encoches précitées 4a à 4d. 1 Ce bras 7 comprend une partie 9 d'extrémité qui s'étend dans l'espace précité 5 du carter 2, au travers d'un passage cylindrique 10 du carter, et s'étend à l'extérieur de ce dernier pour être relié à un levier de changement de vitesses non représenté. La partie 9 du bras 7 comprend deux épaulements périphériques opposés 11 et 12 susceptibles de venir en appui sur deux parties opposées 13 et 14 du carter 2 pour occuper deux positions extrêmes entre lesquelles le bras 7 est susceptible d'être déplacé axialement sur une première course au travers du passage 10 du carter 2. La partie 9 du bras 7 présente axialement, en bout, un canal cylindrique borgne 15 à l'intérieur duquel est disposé un coulisseau cylindrique 16. Le coulisseau cylindrique 16 porte un doigt radial 17 qui s'étend au travers d'une encoche longitudinale oblongue 18 de guidage axial et qui se prolonge de façon que son extrémité puisse être engagée dans les encoches 4 des organes d'enclenchement 3, le coulisseau 16 étant ainsi solidaire en rotation du bras 7 et mobile axialement par rapport à ce dernier. Dans la partie avant de la paroi cylindrique déterminant le canal borgne 15 de la partie d'extrémité 9 du bras 7 est prévu, à l'opposé du doigt 17, un passage radial 19 au travers duquel est disposé un pion cylindrique 20 de positionnement relatif mobile radialement au bras 7. A proximité de sa face d'extrémité 16a opposée à sa face d'extrémité 16b susceptible de venir en butée contre le fond du canal 15 25. de la partie 9 du bras 7, le coulisseau 16 présente une encoche 21 dans laquelle l'extrémité 20a du pion 20 peut être engagée lorsque le coulisseau 16 est engagé à fond dans le canal 15, de façon à verrouiller- déverrouiller axialement le coulisseau 16 sur le bras 6 dans les conditions suivantes. Comme le montre plus particulièrement la figure 1, lorsque le bras 7 est déplacé axialement sur sa course précitée, la face de l'autre extrémité 20b du pion 20 glisse en appui contre une surface cylindrique 22 du carter 2 dont l'axe correspond à l'axe 8 du bras 7, maintenant ainsi le pion 20 dans sa position de verrouillage du coulisseau 16 sur le bras 7. 1 Cependant, lorsque le bras 7 atteint sa position extrême dans laquelle son épaulement 12 prévu à l'extrémité de sa partie 9 arrive en butée contre l'épaulement 14 du carter 2, le pion 20 se situe alors en face d'une encoche 23 du carter 2 prévue en creux par rapport à sa surface cylindrique 22. Dans cette position extrême visible sur la figure 2, le pion 20 peut alors être déplacé radialement vers l'extérieur de façon que son extrémité 20b s'engage dans cette encoche 23 de façon à verrouiller axialement le bras 7 par rapport au carter 2 et son extrémité 20b se dégage de l'encoche 21 du coulisseau 16, libérant ainsi ce dernier axialement. Lorsque le pion 20 est dans cette position engagée dans l'encoche 23 du carter 2, visible sur la figure 3, le coulissau 16 est alors déplaçable axialement à partir de sa position en butée dans le fond du canal 16 du bras 7. Au cours de cette course axiale, la surface extérieure cylindrique 16c du coulisseau 16 qui s'étend entre son encoche 21 et sa face d'extrémité 16b constitue une surface d'appui pour l'extrémité 20a du pion 20, empêchant ce dernier de se dégager de l'encoche 23 du carter 2. Dans le fond du canal 16 du bras 7 et dans la face d'extrémité 16b du coulisseau 16 sont prévus des évidements axiaux 24 et 25 dans lesquels est disposé axialement un ressort 26 interposé entre le bras 7 et le coulisseau 16 et agissant dans le sens qui éloigne le coulisseau 16 du 25. fond du canal 15 du bras 7. Le dispositif 6 comprend en outre un organe d'actionnement 27 porté par le carter 2, qui présente un piston 28 monté selon l'axe 8 du bras 7, en face de l'extrémité 16b du coulisseau 16. Ce piston 28 est susceptible d'être actionné par un cable 29 par exemple relié à un bouton porté par le levier de changement de vitesses, non représenté, de telle sorte que le piston 28 peut être déplacé axialement au bras 7 sur une seconde course entre une position avancée dans l'espace 5 et une position reculée. 1 On va maintenant décrire comment fonctionne le dispositif de changement de vitesses 26 décrit ci-dessus. Lorsque le piston 28 de l'organe de commande 27 est à sa position avancée et que le pion 20 est à sa position de verrouillage du coulissau 16 sur le bras 7 et de déverrouillage du bras 7 par rapport au carte 2, comme le montrent les figures 1 et 2, le bras 7 peut être déplacé sur sa course précitée entre les épaulements 13 et 14 du carter 2 et, de façon correspondante, le doigt 17 porté par le coulisseau 16 peut être amené dans l'une quelconque des encoches 4a, 4b et 4c des organes d'enclenchement 3a, 3b et 3c de marche avant à leurs points morts correspondants à partir desquels les rapports de vitesses correspondants peuvent être enclenchés par rotation du bras 7 selon son axe 8. Dans la position extrême précitée du bras 7 dans laquelle le pion 20 est en face de l'encoche 23 du carter 2, l'extrémité 16a du coulisseau 16 vient en appui contre l'extrémité du piston 28 en position avancée et est maintenu par rapport au bras 7, comme le montre la figure 2, même si le pion 20 le libère. Lorsque le bras 7 est à sa position extrême ci-dessus et au point mort de l'organe d'enclenchement 3c comme le montre la figure 2, on peut alors actionner le piston 28 en agissant par l'intermédiaire du câble 29, de manière à faire passer ce piston 28 de sa postion avancée à sa position reculée. Ce faisant, sous l'effet du ressort 26, le coulisseau 16 se place axialement par rapport au bras 7, en sortant partiellement du canal 15 et 25. en repoussant le pion 20 dans l'encoche 23 du carter 2 pour verrouiller axialement le bras 7 par rapport au carter. Ce déplacement complémentaire du coulisseau 16, sur une seconde course correspondant à la course du piston 28, amène le doigt 17 de passage de vitesses dans l'encoche 4d de l'organe 3d d'enclenchement de vitesse en marche arrière. Le dispositif 6 se retrouve alors dans la position représentée sur la figure 3, dans laquelle on peut enclencher la marche arrière par rotation du bras 7 selon son axe 8. 1 Le bras 7 étant ramené au point mort, on peut alors actionner l'organe de commande 27 de manière à faire ressortir son piston 28 et ainsi repousser à fond le coulisseau 16 dans le canal 15 du bras 7 en comprimant le ressort 26, le bras étant maintenu verrouillé par le pion 20 par rapport au carter 2. Le doigt 16 se retrouve alors dans l'encoche 4c de l'organe 3c d'enclenchement de vitesses à son point mort. On peut alors déplacer le bras 7 axialement comme décrit précédemment pour passer les vitesses en marche avant, le pion 7 revenant à sa position de verrouillage du coulisseau 16 sur le bras 7 et de libération du bras 7 par rapport au carter. Afin que le pion 20 puisse exécuter les mouvements radiaux précités, les formes de ses parties d'extrémité 20a et 20b, la forme de l'encoche 21 du coulisseau 16 et la forme de l'encoche 23 du carter 2 sont prévues arrondies, sensiblement à 45 , de manière que le pion 20 puisse se déplacer radialement uniquement par glissement de ces formes les unes sur les autres. Il résulte de ce qui précède que le déplacement axial du bras 7 par rapport au carter 2, le long de la première course du doigt 17 provoquée par le levier de vitesses, permet l'enclenchement des différents rapports de vitesses en marche avant lorsque le coulisseau 16 est axialement solidaire du bras 7 et que le déplacement axial du coulisseau 16 par rapport au bras 7, le long de la seconde course du doigt 17 provoquée par le ressort 26 et le piston 28 de l'organe complémentaire de commande 27, permet l'enclenchement du rapport de 25. vitesses en marche arrière. Bien entendu, la seconde course obtenue par déplacement du coulisseau 16 par rapport au bras 7 pourrait être utilisée pour l'enclenchement de plusieurs rapports de vitesses. Il suffirait pour celà de prévoir un ensemble différent d'organes d'enclenchement adaptés. Il va de soi que l'organe complémentaire d'actionnement 27 commandé par un câble 28 pourrait être remplacé par un organe complémentaire à piston commandé par des moyens électriques, pneumatiques ou hydrauliques. 1 La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. 25.. 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif de changement de vitesses d'une boîte de vitesses comprenant un doigt de passage de vitesses mobile en translation de façon à occuper plusieurs positions dans lesquelles il est susceptible de coopérer avec des organes d'enclenchement de vitesses, caractérisé par le fait qu'il comprend un bras (7) de changement de vitesses monté sur le carter (2) de boîte (1) de vitesses de façon à être mobile en translation axiale sur une première course par rapport au carter; un coulisseau (16) monté sur ledit bras (7) de façon à être mobile en translation axiale sur une seconde course par rapport audit bras et portant ledit doigt (17) de passage de vitesses; des moyens de positionnement relatif (20) pour verrouiller ledit coulisseau (16) sur ledit bras (7) et déverrouiller ledit bras (7) par rapport au carter (2) pendant ladit première course de ce bras et pour déverrouiller ledit coulisseau (16) et verrouiller ledit bras (7) par rapport au carter lorsque ce bras se trouve à une extrémité de sa première course précitée et des moyens d'actionnement (26, 28) pour déplacer axialement ledit coulisseau (16) sur ladite seconde course par rapport audit bras (7) lorsque ce dernier se trouve à sa position verrouillée de telle sorte que ledit doigt (17) de passage de vitesses peut occuper, le long respectivement de ladite première course et de ladite seconde course qui se prolongent, différentes positions auxquelles sont associés différents organes (3) d'enclenchement de vitesses. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de positionnement relatif comprennent un pion (20) monté mobile radialement sur ledit bras (7) et dont les extrémités coopérent d'une part avec ledit carter (2) et d'autre part avec ledit coulisseau (16), le carter (2) comprenant une surface d'appui (22) correspondant à ladite première course dudit doigt (17) de passage de vitesses et une encoche (23) en creux par rapport à cette surface d'appui correspondant à ladite position verrouillée dudit bras (7) et ledit coulisseau (16) comprenant une surface d'appui (16c) correspondant à ladite seconde course dudit doigt (17) de passage de vitesses et une encoche (21) en creux par rapport à cette suface d'appui correspondant à ladite position verrouillée dudit coulisseau (16). 1 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit pion (20), ledit carter (2) et ledit coulisseau (16) présentent des formes complémentaires permettant le déplacement radial précité dudit pion (20). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'actionnement comprennent un ressort (26) interposé entre ledit coulisseau (16) et ledit bras (7) et agissant axialement, et un organe de commande complémentaire (28) susceptible de déplacer axialement ledit coulisseau par rapport audit bras à l'encontre dudit ressort lorsque ledit bras est à sa position verrouillée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit organe de commande complémentaire comprend un piston (28).