Brevet FR2796695A1 — publié le 20010126

La présente invention concerne un dispositif de commande interne de changement de vitesse pour boîte de vitesses mécanique d'un véhicule automobile. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif de commande ou de pilotage interne du changement de vitesse du type désigné à barillet ou à cylindre à cames pour boîte de vitesses destiné à permettre le passage des vitesses de manière séquentielle, c'est-à-dire en montant chaque rapport dans leur ordre numérique ou en descendant les rapports de vitesses déjà engagés dang leur ordre numérique inverse. on connaît déjà un dispositif de commande interne à barillet de changement de vitesses pour boîte de vitesses mécanique qui est constitué d'un cylindre ou tambour comportant une rampe pour chaque fourchette afin de .déplacer alternativement dans le sens axial ces dernières. Chacune des fourchettes est montée coulissante sur un axe unique et coopère d'une part avec un organe d'actionnement d'un synchroniseur de marche avant destiné à engager le rapport désiré et d'autre part avec la rampe associée par l'intermédiaire d'un carré mâle qui reçoit une pièce de frottement en forme de cylindre venant s'inscrire dans la rampe. Le tambour est entraîné en rotation dans un sens ou dans l'autre par l'intermédiaire d'un moteur électrique fixé au carter de boîte de vitesses. L'invention a pour but de proposer un autre dispositif que celui décrit ci-dessus qui soit plus compacte et simple de réalisation et de fonctionnement. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande interne de changement de vitesse pour boîte de vitesses mécanique d'un véhicule automobile, constitué d'un cylindre solidaire d'un arbre de commande mis en rotation par des moyens d'entraînements, ledit cylindre étant muni pour chaque organe d'engagement d'un rapport d'une rampe ou rainure qui coopère avec un doigt ou une forme complémentaire à la rampe solidaire dudit organe d'engagement afin de déplacer alternativement et successivement dans le sens axial ces dernières qui coopèrent respectivement avec des organes d'actionnement d'un synchroniseur ou de crabots, caractérisé en ce que chacun des organes d'engagement d'un rapport est monté coaxialement coulissant sur le cylindre. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, les rampes sont réalisées sur le cylindre de telle sorte que l'angle (x formé entre une droite perpendiculaire à l'arbre de commande et la tangente passant par le rayon de courbure de la rampe forme un angle compris entre 20 et 64 degrés, de préférence un angle inférieur à 45 degrés. Selon une autre caractéristique avantageuse, le doigt est constitué d'une goupille. Selon encore une autre caractéristique avantageuse le moyen d'entraînement en rotation de l'arbre de commande est constitué d'un moteur électrique du type pas à pas qui engrène avec un pignon solidaire de l'arbre de commande. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaÎtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant à la figure unique annexée qui est une vue partielle du dispositif de commande interne de changement de vitesse pour une boÎte de vitesses selon la présente invention. on a représenté sur cette figure unique l'axe géométrique, désigné par la référence générale 1, de l'arbre primaire ou arbre d'entrée d'une boite de vitesses mécanique sur lequel sont montés des organes d'actionnement Sl, S2 et S3 d'un synchroniseur ou de crabots de marche avant et/ou de marche arrière. Dans notre mode de réalisation, l'arbre primaire est pourvu de trois organes d'actionnement Sl,, S2 -et S3 d'un synchroniseur correspondant respectivement en considérant la figure et de gauche à droite, au synchroniseur du rapport de la première Pl et seconde P2 vitesse, du rapport de troisième P3 et de quatrième P4 vitesse et du rapport de cinquième PS et de marche arrière P.ar. Chacun de ces trois organes d'actionnement Sl, S2 et S3 d'un synchroniseur est associé à un organe d'engagement d'un rapport ou fourchette, désigné respectivement Fl, F2 et F3, qui est apte à se déplacer dans un sens axial, représenté par la flèche A, sur un arbre parallèle 2 et déporté par rapport à l'arbre primaire. Le déplacement suivant le sens axial des organes d'engagement Fl, F2 et F3 d'un rapport est réalisé par l'intermédiaire d'un dispositif interne 3 du type à cylindre ou barillet 4 sur lequel sont agencées des rampes 5. Selon la présente invention, ce dispositif interne 3 de commande de changement de rapport de vitesse est solidaire de l'arbre 2 qui porte les organes d'engagement des rapports, désigné dans la suite de la description arbre de commande 2. Comme visible sur la figure unique, chacun des organes d'engagement Fl, F2 et F3 des rapports est monté coaxialement coulissant sur le cylindre ou barillet 4 de commande. Le déplacement dans le sens axial sur l'arbre de commande 2 de chacun des organes d'engagement Fl,- F2 et F3 des rapports est réalisé par l'intermédiaire d'une rampe 5 ou rainure agencée sur le pourtour du cylindre 4 dans laquelle coulisse au moins un doigt 6 ou une forme complémentaire à la rampe qui est solidaire de chacun des organes d'engagement Fl, F2 et F3. Les rampes 5 sont réalisées sur le cylindre 4 de telle sorte que l'angle (x formé entre une droite perpendiculaire à l'arbre de commande 2 et la tangente passant par le rayon de courbure de la rampe forme un angle compris entre 20 et 64 degrés, de préférence un angle inférieur à 45 degrés afin d'assurer un bon rendement de la liaison avec le doigt et ne pas générer d'effort de rotation de la fourchette important. Dans notre mode de réalisation, le doigt 6 est constitué d'une goupille qui peut avantageusement à son extrémité libre qui coopère avec la rainure être pourvu d'un galet, non représenté, minimisant ainsi les frottements. L'arbre de commande 2 est monté en rotation dans le carter de la boîte de vitesses désigné par la référence générale 7 et est muni à l'une de ses extrémités libres d'un moyen d'entraînement en rotation. Ce moyen d'entraînement en rotation est constitué d'un pignon 8 solidaire de l'arbre de commande 2 qui engrène, par exemple, avec une cascade de pignon non représenté, reliée à un moteur électrique du type pas à pas, également non représenté. Ce moteur électrique est avantageusement fixé au carter 7 de boîte de vitesses. Selon une variante de réalisation, ce moteur éle(ftrique peut être remplacé par un moyen mécanique du type à cliquet bien connu de l'homme du métier. Le fonctionnement du dispositif de la présente invelnti*on-découle de la description ci- dessus. En effet, on comprend que lors de la mise en rotation de l'arbre de commande 2 par le moteur électrique ceci entraîne en rotation le cylindre 4 et par voie de conséquence le déplacement axial d'un des organes d'engagement Fi ou F2 ou F3 d'un rapport par l'intermédiaire de la coopération de la rampe 5 ou rainure avec le doigt 6 solidaire de la fourchette. Le déplacement de la fourchette entraîne préalablement la mise en friction des éléments de l'organe de synchronisation Si ou S2 ou S3 puis le passage du rapport. Avantageusement, on notera qu'un tour complet de rotation du barillet 4 permet de commander successivement en translation tous les organes d'engagement Fi, F2 et F3 des rapports et donc d'engager successivement tous les rapports dans leur ordre numérique à savoir du point mort au rapport Pl, P2, P3, P4 et P5 ou du point mort au rapport P.ar. Ainsi, les fourchettes sont à tout moment positionnées soit en position point mort, tel que représenté sur la figure unique, ou enclenchées sur un rapport unique. Un tel agencement du dispositif assure qu'un seul rapport sera engagé à la fois. Selon une variante, chacune des rampes ou rainures ou encore l'une des rampes seulement, agencées sur le pourtour du cylindre peut ne pas constituer un anneau, comme dans le mode de réarisation décrit, mais une hélice avec deux extrémités ceci dans le but d'adapter les différents types d'organes de synchronisation. On comprend à la lecture de la description ci-dessus que la présente invention permet par rapport à l'art antérieur d'avoir un bon rendement mécanique car peu de pièces, d'être également compacte et simple à réaliser. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. R E V E N D 1 C A T 10 N S 1. Dispositif de commande interne de changement de vitesse pour boîte de vitesses mécanique d'un véhicule automobile, constitué d'un cylindre (4) solidaire d'un arbre de commande (2) mis en rotation par des moyens d'entraînements (8), ledit cylindre (4) étant muni pour chaque organe d'engagement (Fl-;F2 ;F3) d'un rapport d'une rampe (5) ou rainure qui coopère avec un doigt (6) ou une forme complémentaire à la rampe (5) solidaire dudit organe d'engagement (Fi ;F2 ;F3) , afin de déplacer alternativement et successivement dans le sens axial (Flèche A) ces dernières qui coopèrent respectivement avec des organes d'actionnement d'un synchroniseur (Si ;S2 ; S3), caractérisé en ce que chacun des organes d'engagement (Fi ;F2 ;F3) d'un rapport est monté coaxialement coulissant sur le cylindre (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rampes (5) sont réalisées sur le cylindre (4) de telle sorte que l'angle a formé entre une droite (Dl) perpendiculaire à l'arbre de commande (2) et une tangente (T) passant par le rayon de courbure de la rampe forme un angle compris entre 20 et 64 degrés, de préférence un angle inférieur à 45 degrés. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le doigt (6) est constitué d'une goupille. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'entraÎnements en rotation de l'arbre de commande est constitué d'un moteur électrique du type pas à pas qui engrène avec un pignon (8) solidaire de l'arbre de commande (2).