Brevet FR2783030A1 — publié le 20000310

La présente invention concerne un dispositif pour lier une pièce de sortie d'entraînement d'une installation d'actionnement, susceptible d'être entraîné en rotation et en translation à un axe de commutation d'une boîte de vitesses à l'aide d'une liaison articulée composée d'une première partie et d'une seconde partie, la première partie d'articulation étant associée à la pièce de sortie et la seconde à l'axe de commutation. On connaît déjà des dispositifs pour lier une installation d'actionnement qui doit actionner de manière au- tomatique un axe de commutation à un axe de commutation, par exemple selon le document DE 43 11 855 AI. En particulier la figure 18 de ce document montre un dispositif comportant deux actionneurs permettant d'entraîner un arbre en rotation et en translation. Cet arbre est relié par une liaison articulée à rotule à l'axe de commutation d'une boite de vitesses. Cette liaison articulée comprend un élément d'entraînement relié solidairement à l'axe de commutation et un élément à rotule logé dans une cavité prévue dans la partie d'arbre de l'actionneur. Dans cette liaison articulée, l'élément d'entraînement constitue une première partie de l'articulation et la cavité constitue la seconde partie de l'articulation. L'inconvénient de ce dispositif pour lier la pièce de sortie susceptible d'être entraînée en rotation et en translation d'une installation d'actionnement à l'axe de commutation de la boîte de vitesses est que les tolérances au niveau de la boîte de vitesses ou de l'installation d'actionnement font que les différences sont transmises à l'installation d'actionnement ou qu'inversement une déviation reposant sur des tolérances, au niveau de la pièce de sortie de l'installation d'actionnement, soit transmise par une po- sition de consigne à l'axe de commutation. Ces déviations doivent être prises en compte dans la conception de l'installation d'actionnement et pour l'actionnement automa- tique à l'aide de cette installation. La présente invention a pour but de développer un dispositif permettant de lier une pièce de sortie, suscepti- ble d'être entraînée en rotation et en translation apparte- nant à une installation d'actionnement, à un axe de commuta- tion d'une boîte de vitesses pour compenser les tolérances. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci- dessus, caractérisé en ce que: - la pièce de sortie est bloquée avant la première mise en route dans une position prédéterminée à l'aide d'un organe de blocage et au moins l'une des pièces d'articulation est mobile sur la pièce associée, - et à cette pièce d'articulation mobile est associée une installation de blocage pour réaliser une liaison solidaire entre la pièce d'articulation et la pièce correspondante, dans la position prise qui correspond à la position prédé- terminée de l'installation d'actionnement. Cela permet notamment de compenser les déviations de l'axe de commutation ou de la pièce de sortie par rapport à la position de consigne respective et qui proviennent no- tamment des tolérances de fabrication. L'organe de blocage permet de bloquer la pièce de sortie de l'installation d'actionnement dans une position correspondant à une position prédéterminée de la boîte de vi- tesses. Pour réaliser une liaison entre l'axe de commutation et la pièce de sortie, on utilise les pièces d'articulation. Lors de la mise en contact actif des deux parties d'articulation, au moins une partie d'articulation montée mo- bile peut effectuer un mouvement relatif par rapport à la pièce associée. Dans la mesure o la boîte de vitesse n'a pas encore pris une position correspondant à la position prédé- terminée, le cas échéant un mouvement relatif d'au moins l'une des parties d'articulation par rapport à la pièce asso- ciée de la boîte de vitesses ou de l'installation d'actionnement peut être fondé. Si à la fois la boite de vi- tesses et l'installation d'actionnement ont pris la position prédéterminée, la liaison mobile d'au moins une partie d'articulation avec la pièce correspondante ou les liaisons mobiles sont bloquées à l'aide d'un ou plusieurs organes de blocage pour interdire tout déplacement de la pièce d'articulation et de la pièce qui lui est associée. Cette mo- bilité relative d'au moins l'une des pièces d'articulation par rapport à la pièce associée permet de compenser notamment les tolérances liées aux tolérances de fabrication et des dé- viations par rapport à une certaine position de consigne. Il est avantageux que la liaison articulée com- prenne une première partie d'articulation montée de manière mobile sur l'axe de commutation, de préférence un élément d'entraînement, pour ne pas nécessiter de modification de l'axe de commutation de la boîte de vitesses. Ainsi, ce dis- positif pour lier une installation de réglage peut s'appliquer à l'axe de commutation de chaque boîte de vites- ses. Si la place n'est pas suffisante dans le prolongement axial de l'axe de commutation, on peut prévoir une installa- tion de réglage dans l'environnement direct de l'axe de com- mutation sortant de la boite de vitesses, la liaison active se faisant par la liaison articulée. Il est avantageux que la seconde partie d'articulation fasse corps avec la pièce de sortie, ce qui réduit le coût de fabrication du dispositif servant à lier la pièce de sortie à l'axe de commutation. On peut ainsi avoir une installation d'actionnement très compacte et qui se monte comme module. Si on utilisait la liaison mobile dans un tel cas entre la pièce d'articulation associée à la pièce de sor- tie d'installation d'actionnement et la pièce de sortie pro- prement dite, et s'il fallait arrêter ce mouvement mobile à l'état monté par l'installation de blocage, cela se tradui- rait par un coût de montage important à cause de la mauvaise accessibilité. Il est avantageux d'utiliser comme installation ou organe de blocage, un élément de liaison ayant un point de rupture de consigne. En commandant l'installation d'actionnement, on peut supprimer le blocage de la pièce de sortie de l'installation d'actionnement en cassant l'organe de blocage au niveau du point de rupture de consigne. Il est avantageux d'utiliser comme organe de blo- cage un élément de liaison dont une extrémité est logée dans la pièce de sortie et l'autre est reliée à une pièce non mo- bile de l'installation d'actionnement, de préférence un boî- tier entourant l'installation d'actionnement. Cet élément de liaison peut rester dans l'installation d'actionnement même une fois la rupture réalisée au point de rupture de consigne. Ainsi, par cet élément de liaison on bloque une certaine po- sition de consigne prédéterminée de la pièce de sortie d'une installation d'actionnement dont la fabrication en tant que module est terminée mais qui n'est pas encore monté; après le montage on ouvre le blocage de l'installation d'actionnement de la partie d'entraînement sans avoir à ou- vrir le module de l'installation d'actionnement, en comman- dant simplement l'installation d'actionnement. Il est avantageux de réaliser l'organe de blocage par une liaison de forme. Pour réaliser une liaison de forme il est intéressant de prévoir des parties en saillie péné- trant dans les cavités correspondantes. De manière préféren- tielle, la pièce de sortie est en forme d'arbre de sortie qui entoure l'extrémité de l'installation de blocage; cette ins- tallation de blocage comporte des parties en saillie péné- trant dans des cavités réalisées dans la pièce de sortie. Du fait de la construction plus simple sur le plan constructif, un tel organe de blocage est peu coûteux à fabriquer et à monter. Comme organe de blocage on peut notamment utiliser une pièce injectée en matière plastique dont la fabrication est peu coûteuse. Il est intéressant, dans une transmission ayant une position préférentielle, de sélectionner une position de l'actionneur associée à cette position préférentielle comme constituant la position déterminée de sorte qu'il n'est pas nécessaire de positionner la boîte de vitesse après réalisa- tion de la coopération entre les parties d'articulation, dans la mesure o l'axe de commutation n'est soumis à aucune force extérieure. On économise ainsi l'étape de travail consistant à positionner la boîte de vitesses dans une position prédé- terminée, ce qui répercute avantageusement sur le coût du montage. D'autres avantages et améliorations de l'invention sont caractérisés en ce que: - la position prédéterminée est prise pour la position neutre de la boîte de vitesses, - la position prédéterminée est associée au chemin de passage correspondant à deux voies, - l'organe de blocage comprend un élément en forme de coin à l'aide duquel une première pièce d'articulation est reliée par une liaison de force à l'axe de commutation, - la seconde partie d'articulation est montée mobile sur l'axe de commutation par rapport précisément à un degré de liberté et après liaison avec la première partie d'articulation cette pièce est reliée solidairement à l'axe de commutation par l'installation de blocage, - la seconde pièce d'articulation est montée de manière mo- bile axialement sur l'axe de commutation par une liaison à rainure et clavette. Il est également avantageux que l'organe de blo- cage comporte un organe de serrage à l'aide duquel de préfé- rence la première partie d'articulation est reliée par une liaison de force à l'arbre de commutation. Si l'installation d'actionnement est parallèle à l'axe de commutation, alors en général cet axe est facile d'accès dans la direction axiale de sorte qu'un élément de serrage pour bloquer la liaison mo- bile entre la pièce d'articulation et l'axe de commutation peut s'introduire facilement dans la direction axiale. Pour certaines applications il peut être avanta- geux que la liaison mobile soit uniquement prévue pour un de- gré de liberté et que la position par rapport au second degré de liberté est déjà prédéterminée et peut ainsi compenser les tolérances de fabrication concernant le premier degré de li- berté. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - les figures la-lc montrent une installation d'actionnement couplée à l'axe de commutation d'une boîte de vitesses à l'aide d'un dispositif, - la figure 2 est une coupe longitudinale du dispositif ser- vant à lier l'installation d'actionnement à l'axe de commu- tation, - la figure 3 est une coupe du dispositif pour lier l'axe de commutation selon la ligne de coupe A-A, - la figure 4 est une coupe du dispositif pour lier l'installation d'actionnement à l'axe de commutation selon la figure 2 coupée selon la ligne B-B, - la figure 5 montre une variante de réalisation d'une ins- tallation de blocage en coupe longitudinale selon A-A de la figure 2. La construction de principe, notamment de l'installation d'actionnement sera décrite ci-après de ma- nière plus détaillée à l'aide des figures la-lc. L'installation d'actionnement 1 comprend un moteur de manoeu- vre 3. Ce moteur 3 entraîne un segment de roue dentée 5 monté à rotation mais fixe dans la direction axiale. Ce segment de roue dentée 5 possède une denture inclinée 7 engrenant avec une pièce de sortie 9 réalisée ici sous la forme d'un arbre d'actionnement 11. Cette denture inclinée 7, qui engrène avec l'arbre d'actionneur, est de préférence à une faible distance de l'axe de rotation du segment de roue dentée 5 pour réali- ser une démultiplication du couple fournie par le moteur 3; cette distance est plus faible que celle de la denture 6 qui coopère avec le moteur 3. L'arbre d'actionneur 11 est monté à rotation et à coulissement axial dans le palier 61. L'arbre 11 est relié solidairement à un élément de guidage 15 ayant de préférence un chemin en forme de rainure 19, fermée. Ce chemin comprend les segments de rainures 16, 18 correspondant aux mouvements de commutation. Le segment de rainure 16 cor- respond à un changement de rapport de vitesse sans changement de voie comme par exemple dans le cas d'un changement de rap- port pour passer du premier au second rapport; le segment de rainure 18 correspond à un changement de rapport avec sélec- tion de voie comme cela se produit par exemple lorsqu'on passe du second rapport au troisième rapport. Un doigt de guidage 17 pénètre dans la rainure 19; ce doigt est entraîné par un actionneur 13 associé qui définit le mouvement corres- pondant de commutation exécutant un mouvement vers un segment de rainure 20 reliant les segments de rainures 16, 18 avant le changement de rapport suivant selon le segment de rainure 16, 18. Dans l'exemple de réalisation représenté, le doigt de guidage 17 est entraîné en translation par une transmission à crémaillère 71 à l'aide de l'actionneur 13. La transmission à crémaillère 71 comprend une pièce d'entrée 73 entraînée par engrènement avec l'actionneur 13. Une pièce de sortie 75 est reliée par une denture à la pièce d'entrée 73; la pièce de sortie 75 est entraînée seulement dans la direction axiale de l'arbre d'actionneur 11 par un guidage linéaire 77. Le goujon 17 est relié à la pièce de sortie 75, solidairement, ce gou- jon réalise une liaison goujon/rainure en pénétrant dans le chemin en forme de rainure 19 de l'élément de guidage. Une première partie d'articulation 27 est reliée à l'arbre d'actionneur 11; une extrémité de cette partie d'articulation 27 est munie solidairement d'un rotule 33. Cette rotule 33 pénètre dans une cavité 30 d'un élément d'entraînement 27 formant la seconde partie 31 de l'articulation. La seconde partie 31 de l'articulation est montée sur l'axe de commutation 23. Dans l'exemple de réalisation représenté, la se- conde partie d'articulation 31 est reliée solidairement en rotation par une liaison de type clavette-rainure 53 mais mo- bile axialement à l'arbre de commutation 23. Les parties d'articulation 27, 31 réalisent une liaison articulée 25 en- tre l'arbre d'actionneur 11 et l'arbre de commutation 23. Un organe de serrage 51 est relié à l'élément d'entraînement 29 ou à la seconde partie d'articulation 31; cet organe réalise une liaison fixe entre la seconde partie d'articulation 31 et l'arbre de commutation 23. Dans cet exemple de réalisation, l'organe de serrage 51 est en deux parties, un manchon de serrage 55 et une vis de blocage 59. L'élément d'entraînement 29 est muni à une extrémité d'une cavité 28 tournée radiale- ment vers l'intérieur, de telle sorte qu'au moyen de la vis de blocage 59 le manchon de serrage 53 ou 55 qui est consti- tué d'un profil en clavette sur le côté tourné ver l'arbre de commutation 23 et l'entoure, est poussé pour réaliser une liaison solidaire de la seconde partie d'articulation 3& avec l'arbre de commutation 23 entre les deux parties précédentes. On peut toutefois prévoir également de relier solidairement l'élément d'entraînement 29 à l'aide d'une autre installation comme par exemple un vissage direct pour solidariser à l'arbre de commutation 23. Des modes de réalisation possibles d'un disposi- tif de fixation 21 d'un actionneur sur l'arbre de commutation seront décrits ci-après de manière plus détaillée à l'aide des figures 2 à 5. La figure 2 est une coupe longitudinale du dispo- sitif 1 pour relier un arbre d'actionneur 11 entraîné en ro- tation et en translation à l'axe de commutation 23 d'une boite de vitesses. L'axe de commutation 23 est entouré coaxialement par l'élément d'entraînement 29 comportant une cavité 30 recevant la tête sphérique 33 de la première partie d'articulation 27. La tête sphérique 33 appartient à la pre- mière partie d'articulation 27 reliée à l'arbre d'actionneur 11; cela autorise un mouvement de rotation de la première partie d'articulation 27 autour de son axe géométrique. L'installation d'actionnement est entourée par un boîtier 2 relié à un passage 69 pour permettre la liaison entre la pre- mière partie 27 et la seconde partie 31 de l'articulation. Un manchon 67 assure l'étanchéité du carter. A l'aide de la figure 3 on décrira ci-après une réalisation possible d'un organe de blocage 35. La figure 3 montre une coupe selon A-A de la figure 2. L'arbre d'actionneur 11 est monté à rotation et en coulissement axial par le palier 61 dans le boîtier 2. Comme organe de fixation 35 il est prévu un élément de liaison 37 en forme de broche dont une extrémité est logée dans une cavité 40 prévue à l'extrémité de l'arbre d'actionneur 11 et dont l'autre extré- mité est logée dans une cavité 42 réalisée dans le boîtier 2. Cette broche de liaison 38 comporte un point de rupture de consigne 41 pour permettre d'éliminer le blocage en comman- dant à l'installation d'actionnement 1, à la rupture du point de rupture de consigne, le boîtier 2 étant fermé par la par- tie qui reste bloquée dans le boîtier 2. La figure 4 montre un exemple de réalisation d'un organe de blocage 49 représenté en coupe longitudinale selon la ligne de coupe B-B de la figure 2. Cet organe de blocage 49 est prévu en extrémité sur le côté de l'axe de commutation non tourné vers la boîte de vitesses. Dans cet exemple de réalisation d'un organe de blocage, il est prévu un moyen de serrage 51 pour réaliser une liaison par la force entre l'élément d'entraînement 29 et l'axe de commutation 23. Cette installation de serrage 51 comprend un manchon de serrage 55 qui entoure coaxialement l'axe de commutation 23. L'élément d'entraînement 29 comporte une cavité 28 sur son côté tourné vers le manchon de serrage 51; cette cavité comporte des segments de serrage 57 avec une pente opposée. La position relative de l'élément de serrage 57 et du manchon de serrage 55, dont la position axiale par rapport à l'axe de commuta- tion 23 se règle à l'aide d'une vis 59, on peut régler la force de serrage appliquée pour régler le blocage par une liaison par la force. La figure 5 montre une variante de réalisation d'un organe de blocage 35 en coupe longitudinale selon le plan de coupe A-A de la figure 2. L'arbre d'actionneur 11 est monté à rotation et coulissant axialement dans le boîtier 2 à l'aide du palier 61. En extrémité, l'arbre d'actionneur 11 est muni de cavités 47 dans lesquelles pénètrent les pièces en saillie 45 correspondantes d'un élément de blocage 43. Les parties en saillie 45, qui pénètrent dans les cavités corres- pondantes 47, permettent de bloquer la rotation et la trans- lation. Le boîtier 2 est de préférence fermé en extrémité de l'arbre d'actionneur 11 par un élément de blocage 43. Par la commande de l'arbre d'actionneur 11, de préférence par l'actioneur 3, on entraîne l'arbre 11, ce qui cisaille les saillies 45 logées dans les cavités 47 et supprime le blocage de l'arbre d'actionneur 11. NOMENCLATURE 1 installation d'actionnement 2 boîtier 3 moteur segment de roue dentée 6 denture 7 denture inclinée 9 pièce de sortie 11 arbre d'actionneur 13 actionneur élément de guidage 16 changement de rapport de vitesse de 1 vers 2 17 goujon de guidage 18 changement de rapport de vitesse de 2 à 3 19 rainure/chemin de guidage segment de rainure 21 dispositif de liaison 23 axe de commutation 25 liaison articulée 27 première partie d'articulation 28 cavité 29 élément d'entraînement cavité 31 seconde partie d'articulation 33 tête sphérique ou à rotule organe de blocage 37 élément de liaison 38 broche 39 rainure cavité 41 point de rupture de consigne 42 cavité 43 élément de blocage 45 saillie 47 cavité 49 installation de blocage 51 élément en forme de coin Il 53 liaison clavette/rainure manchon de serrage 57 élément de serrage 59 vis de blocage 61 palier 67 manchon 69 passage 71 transmission à crémaillère 73 pièce d'entrée 75 pièce de sortie 77 guidage linéaire 79 liaison goujon/rainure R E V E N D I C A T I ON S ) Dispositif pour lier une pièce de sortie d'entraînement d'une installation d'actionnement, susceptible d'être entraî- né en rotation et en translation à un axe de commutation d'une boîte de vitesses à l'aide d'une liaison articulée com- posée d'une première partie et d'une seconde partie, la pre- mière partie d'articulation étant associée à la pièce de sortie et la seconde à l'axe de commutation, caractérisé en ce que la pièce de sortie (9) est bloquée avant la première mise en route dans une position prédéterminée à l'aide d'un organe de blocage (35) et au moins l'une des pièces d'articulation (31) est mobile sur la pièce associée, et à cette pièce d'articulation mobile est associée une ins- tallation de blocage (49) pour réaliser une liaison solidaire entre la pièce d'articulation et la pièce (23) correspon- dante, dans la position prise qui correspond à la position prédéterminée de l'installation d'actionnement (1). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison articulée (25) comprend une seconde partie d'articulation (31) montée mobile sur l'axe de commutation (23), de préférence un élément d'entraînement (29). 3 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la seconde pièce d'articulation (31) est reliée solidairement à la pièce de sortie (9) et fait corps avec celle-ci. 4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de blocage (35) est un élément de liaison (37) avec un point de rupture de consigne (41) dont un côté ou une ex- trémité est relié solidairement à la pièce de sortie (9) et dont l'autre extrémité est reliée à une pièce de construction fixe de l'installation d'actionnement (1), de préférence un boîtier (2) qui entoure l'installation de réglage (1). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le blocage par l'organe de blocage (35) se fait par une liai- son de forme. 6 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce que la pièce de sortie (9) a de préférence la forme d'un arbre (11) encore appelé arbre d'actionneur et l'installation de blocage (35) entoure une extrémité de l'arbre d'actionneur (11) et comporte des saillies (45) venant dans des cavités (47) réalisées dans la pièce de sortie (9). 7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position prédéterminée d'une boîte de vitesses ayant une position préférentielle qui correspond à cette position, la position préférentielle dans la boîte de vitesses n'étant ja- mais prise automatiquement par une force extérieure agissant sur l'axe de commutation (23). 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 7, caractérisé en ce que la position prédéterminée est prise pour la position neutre de la boîte de vitesses. 9 ) Dispositif selon l'une des revendications 1, 7 ou 8, caractérisé en ce que la position prédéterminée est associée au chemin de passage correspondant aux voies (3) et (4). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de blocage (35) comprend un élément en forme de coin (51) à l'aide duquel une première pièce d'articulation (27) est reliée par une liaison de force à l'axe de commutation (23). 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la seconde partie d'articulation (31) est montée mobile sur l'axe de commutation (23) par rapport précisément à un degré de liberté et après liaison avec la première partie d'articulation (27) cette pièce est reliée solidairement à l'axe de commutation (23) par l'installation de blocage (49). 12 ) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la seconde pièce d'articulation (31) est montée de manière mobile axialement sur l'axe de commutation (23) par une liai- son à rainure et clavette. 13 ) Procédé de liaison d'une installation d'actionnement à l'aide d'un dispositif pour lier l'installation d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que on relie le boîtier (2) de l'installation d'actionnement (1) à une pièce fixe susceptible d'être associée à la boîte de vitesses et on met en contact de coopération la première pièce d'articulation (27) à la seconde pièce d'articulation (31) en formant une liaison articulée (25), et après blocage d'au moins une pièce d'articulation (27, 31) montée mobile avec la pièce correspondante (9, 23), pour une position pré- déterminée de l'installation de réglage (1) dans la boîte de vitesses, à l'aide de l'installation d'actionnement, on sup- prime le blocage de la pièce de sortie (9) en libérant l'organe de blocage (35).