Brevet FR2780475A1 — publié le 19991231

- 1- DISPOSITIF DE BILLAGE ET DE VERROUILLAGE DE BOITE DE VITESSES MECANIQUE La présente invention se rapporte à la commande interne des boîtes de vitesses mécaniques. Plus précisément, elle concerne un dispositif de billage et de verrouillage de boîte de vitesses mécanique à trois lignes de passage, comportant d'une part trois axes de fourchette parallèles en triangle déplaçables individuellement entre des positions stables déterminées par des encoches de billage, et d'autre part des cartouches de billage, coopérant avec lesdites encoches pour assurer le billage et le verrouillage des axes de fourchette. Dans les boîtes de vitesses mécaniques, les axes de fourchette sont généralement actionnés par un doigt de passage relié au levier de changement de vitesses du conducteur, et introduit dans un crabot solidaire d'un axe de fourchette, lors de la sélection d'une ligne de passage sur la grille de sélection et de passage. Le bon fonctionnement d'un tel mécanisme de commande interne nécessite la mise en oeuvre de deux fonctions, dites de billage et de verrouillage. La première consiste à retenir en position stable, de point-mort ou de rapport engagé, les axes de commande de fourchette. La seconde consiste à -2- immobiliser axialement, en position de point-mort, les axes de fourchette non sélectionnés. Dans de nombreuses boîtes de vitesses, le billage est assuré par des cartouches de billage, (contenant par exemple deux billes repoussées élastiquement vers l'extérieur par un ressort central), et des encoches de billage marquant sur les axes de fourchette, les positions stables mentionnées ci- dessus. Selonrr une disposition connue, illustrée notamment par la publication EP 0 748 966, certaines boîtes de vitesses comportent trois axes de fourchette disposés en triangle, déplaçables individuellement entre trois positions stables, dont deux positions de rapport engagé, et une position centrale de point-mort, et trois cartouches de billage disposées en triangle entre lesdits axes. Chaque axe de fourchette dispose à cet effet d'une encoche à deux pans recevant chacun une bille portée par l'extrémité d'une cartouche, les six billes du système coopérant ainsi pour maintenir les trois axes de fourchette en position stable, au point mort, et sur chaque rapport de la transmission. Par ailleurs, lorsqu'un des axes de fourchette est écarté de sa position de point mort, cet axe repousse les deux billes en appui contre lui hors de son encoche de billage, en appliquant la bille opposée de chaque cartouche au fond des encoches des -3- deux autres axes, de manière à éviter tout risque de déplacement des axes non sélectionnés à l'écart de leur position de point mort. Le système de billage illustré par la publication EP 0 748 966 assure donc également le verrouillage des axes de fourchette. Etant symétrique par rapport à ces derniers, son action est la même, vis-à-vis de chacun d'eux. 0o Dans la pratique, lorsque les trois axes de fourchette sont commandés sur une grille de sélection et de passage à trois lignes de passage, le verrouillage mutuel des axes sollicités sur les deux lignes extérieures de la grille ne répond à aucune nécessité, pour la simple raison que le doigt de passage ne peut pas entraîner simultanément deux crabots non adjacents. La présente invention vise à simplifier le dispositif de billage et de verrouillage d'une boite de vitesses mécanique en tenant compte de cette particularité. Elle propose dans ce but de ne conserver que deux cartouches de billage disposées de façon à assurer simultanément le billage des trois axes de fourchette et le verrouillage relatif des axes susceptibles d'être déplacés simultanément. -4- De préférence, les deux cartouches forment un V, dont le sommet est situé sur un premier axe sollicité sur la ligne de passage centrale. Conformément à l'invention, les encoches des axes de fourchette ont des profils spécifiques. En particulier, les encoches de l'axe sollicité sur la ligne de passage centrale ont des côtés moins inclinés que celui des 1o autres axes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 reproduit partiellement une coupe transversale boîte de boîte de vitesses conforme à l'invention, - les figures 2, 3 et 4 correspondent à une coupe selon A- A de la figure 1, et - la figure 5 représente une grille de commande de boîte de vitesses à trois lignes de passage. Sur la figure 1, on reconnaît, à l'intérieur du carter 1 d'une boîte de vitesses mécanique à arbres parallèles, l'axe de -5- commande 2 de celleci (relié au levier de passage de vitesses par une commande externe non représentée), les lignes de pignons primaires et secondaires 3, 4, les trois axes de fourchette 6, 7 et 8 de la boite actionnant les fourchettes (non représentées), et deux cartouches de billage identiques 9 disposés entre les trois axes 6, 7, 8. Les trois axes 6, 7, 8, et les deux fourchettes 9 sont supportées par un même élément la du carter. De façon classique, le doigt de passage 11 fixé sur l'axe de commande 2 tourne avec celui-ci lors de la sélection d'une ligne de passage sur la grille de sélection et de passage de la boîte, de façon à se placer devant un des trois crabots 12, 13, 14, et se déplace avec l'axe 2, pour engager une vitesse en déplaçant une fourchette par l'intermédiaire de l'axe de fourchette sélectionné. Les deux cartouches de billage 9 illustrées par les figures, sont de type connu. Elles présentent un fourreau, qui 16 renferme un ressort 17, repoussant élastiquement vers l'extérieur deux billes 18, par l'intermédiaire de deux poussoirs 19 identiques. Les billes 18 coopèrent avec des encoches 21, 22 ménagées sur les axes de fourchette pour assurer les fonctions de billage et de verrouillage de la boîte. Dans le cas d'une boite de vitesses à cinq rapports de marche avant et un rapport de marche avant avec une grille de sélection et de passage telle que celle de la figure 5, chaque -6- axe de fourchette 6, 7, 8 présente de préférence trois encoches (6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) définissant sur chaque axe trois positions stables, incluant une position centrale de point-mort disposée entre deux positions de rapport engagé. Le dispositif de billage et de verrouillage proposé par l'invention, ne présente que deux cartouches de billage, disposées de façon à assurer simultanément le billage des 1o trois axes de fourchette et le verrouillage relatif des axes déplacés sur des lignes de passage adjacentes. A cet effet, les deux cartouches 9 forment un V dont le sommet est situé sur le premier axe 6, qui est l'axe 3/4 dans l'exemple décrit, tandis que les autres extrémités des cartouches sont en appui sur l'axe 1/2 et 5/MAR. Par ailleurs, on remarquera que les encoches 6a, 6b, 6c du premier axe 6 présentent deux pans 5 permettant audit axe de recevoir simultanément deux cartouches 9, alors que les encoches 7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c des seconds axes 7 et 8, ne présentent qu'un seul pan 5, et ne peuvent donc recevoir qu'une seule cartouche. Sur les figures 2, 3 et 4, on a distingué trois états du dispositif: dans le premier (figure 2), les deux axes 6, 7 sont en position de point mort, la cartouche 9 étant engagée dans les encoches centrales 6b et 7b; dans le second (figure 3), le -7 - second axe7 a quitté sa position de point-mort, et dans le troisième (figure 4), il a rejoint la position de rapport engagé de l'encoche 7a. Le maintien des deux axes 6 et 7 en position stable (figures 2 et 4) est assuré par la même cartouche de billage 9. On voit De plus, lorsque l'axe 7 est déplacé à l'écart de sa position de point mort 7b, on voit que la bille opposée de la cartouche 9 est plaquée par le ressort au fond de l'encoche 6b de l'autre axe, de façon à verrouiller ce dernier en position de point mort. Conformément à l'invention, chacun des trois axes de fourchette 6, 7, 8 coopère en réalité avec au moins l'une des deux cartouches les deux cartouches 9 du dispositif proposé, de sorte que deux cartouches de billage suffisent pour assurer complètement la fonction de billage dans la boîte. Par ailleurs, étant donné que l'axe 6 reçoit deux cartouches de billage, le verrouillage des deux seconds axes 7 et 8 est assuré simultanément lorsque ce premier axe se déplace à l'écart de sa position de point mort, tandis que ce même premier axe 6 est verrouillé dès que l'un ou l'autre des second axes 6 ou 7 se déplace à l'écart de sa position de point mort. Puisque les crabots 12, 13 des deux axes 6 et 7 ne sont pas adjacents, mais séparés par le crabot 11 du premier axe 6, ils ne peuvent pas être déplacés simultanément. Par conséquent, le problème de leur verrouillage mutuel ne se pose pas, et les mesures proposées par l'invention permettent -8- bien d'assurer les fonctions de billage et de verrouillage de la boîte uniquement à l'aide de deux cartouches de billage. Par ailleurs, les encoches n'ont pas toutes le même profil. Plus précisément, les encoches 6a, 6b, 6c du premier axe 6 ont des côtés d'accès moins inclinés que les encoches 7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c, des seconds axes 7,8, (qui sont identiques). En se reportant à la figure 2, on voit en effet que l'angle (1 des io côtés d'accès des encoches 6a, 6b, 6c avec la normale au premnier axe 6 est supérieur à l'angle correspondant a(2, des encoches des seconds axes. Etant donné que le premier axe 6 reçoit l'effort de billage de deux cartouches 9, alors que les deux seconds axes 7, 8 ne connaissent qu'une seule cartouche, cette mesure vise à équilibrer les efforts de billage auxquels sont soumis les trois axes, lorsqu'ils quittent une position stable. Cet équilibre est obtenu dans les meilleures conditions, lorsque le rapport des tangentes des angles a1 et Ca2 est égal à deux. En conclusion, l'invention conduit bien à réduire le nombre des composants nécessaires au billage et au verrouillage des axes de fourchette d'une boite de vitesses à trois axes de fourchette disposés en triangle. Avec une grille de sélection et de passage conforme à la figure 5, elle permet en particulier de faire l'économie d'une cartouche de billage entre l'axe 1/2 et l'axe 5/MAR. -9- REVENDICATIONS [1] Dispositif de billage et de verrouillage de boîte de vitesses mécanique à trois lignes de passage, comportant d'une part trois axes de fourchette (6, 7, 8) parallèles disposés en triangle déplaçables individuellement entre des positions stables déterminées par des encoches de billage (6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c), et d'autre part des cartouches de billage (9), coopérant avec lesdites encoches pour assurer le billage et le verrouillage des axes de fourchette, caractérisé en ce qu'il ne présente que deux cartouches de billage disposées de façon à assurer simultanément le billage des trois axes de fourchette et le verrouillage relatif des axes déplacés sur des lignes de passage adjacentes. [2] Dispositif de billage et de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux cartouches (9) forment un V dont le sommet est situé sur un premier axe sollicité sur la ligne de passage centrale. [3] Dispositif de billage et de verrouillage selon la revendication ou deux, caractérisé en ce que les encoches (6a, 6b, 6c) du premier axe ont deux pans alors que celles des seconds axes n'en ont qu'un. - 10 - [4] Dispositif de billage et de verrouillage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les encoches (6a, 6b, 6c) du premier axe (6) ont des côtés moins inclinés que celles des seconds axes (7, 8). [5] Dispositif de billage et de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches (7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) des seconds axes sont identiques. [6] Dispositif de billage et de verrouillage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le rapport des tangentes des angles ocl et ca2 formés par les côtés respectifs des encoches du premier et des seconds axes (6; 7, 8) avec la normale à ces axes est sensiblement égal à deux. [7] Dispositif de billage et de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier axe (6) commande le passage du troisième et du quatrième rapport de marche avant. [8] Dispositif de billage et de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'encoche centrale (6b, 7b, 8b) de chaque axe de fourchette (6, 7, 8) correspond à la position de point- mort de celui-ci.