Brevet FR2804485A1 — publié le 20010803

La présente invention concerne, de façon générale, un verrou de sécurité utilisable sur une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, pour éviter le passage accidentel de la marche arrière à partir d'une vitesse de marche avant. Plus précisément, l'invention concerne un verrou de sécurité utilisable sur une boîte de vitesses comprenant, dans un carter, une fourchette de marche arrière, au moins une fourchette de marche avant, et un doigt de passage mobile permettant l'actionnement sélectif de l'une des fourchettes, ce verrou comprenant lui-même en fonctionnement un boîtier fixé au carter, une butée mobile entre une position avancée, dans laquelle cette butée fait saillie dans le carter hors du boîtier pour interdire au doigt de passage d'actionner la fourchette de marche arrière, et une position rétractée dans laquelle cette butée autorise un actionnement de la fourchette de marche arrière, un organe de commande, et des organes de transmission propres à transmettre à la butée un mouvement de translation imprimé à l'organe de commande. Des verrous de ce type sont notamment utilisés pour les boîtes de vitesses dont la grille de guidage du levier de sélection est dite "en chandelier", et dont une illustration est donnée à la figure 1. Bien que les verrous de ce type constituent à première vue des mécanismes relativement simples, la conception de tels verrous se heurte toujours à plusieurs difficultés, en particulier dans la perspective d'une réduction des coûts et d'une optimisation des performances. Parmi les avantages que visent constamment à atteindre les efforts entrepris pour faire évoluer ces verrous, il faut citer la simplicité de structure, l'immunité contre les défaillances fonctionnelles même aux tolérances limites de fabrication, et l'aptitude à être utilisés sur des boîtes de vitesses de conformations différentes, sans devoir être intégralement redessinés. L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer un verrou qui réponde de façon satisfaisante à ces besoins. Le verrou de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci- dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les organes de transmission comprennent une crémaillère d'entrée, cinématiquement liée à l'organe de commande et montée coulissante dans le boîtier, une crémaillère de sortie, cinématiquement liée à la butée et montée coulissante dans le boîtier, et un pignon engrenant simultanément avec les crémaillères d'entrée et de sortie. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les crémaillères d'entrée et de sortie s'étendent de façon rectiligne suivant des premier et second axes respectifs et sont, dans le boîtier, montées coulissantes en translation suivant leurs axes respectifs, le pignon étant monté à rotation autour d'un troisième axe fixé au boîtier et sensiblement perpendiculaire aux premier et second axes. De préférence, la crémaillère d'entrée présente une première extrémité reliée à l'organe de commande et une seconde extrémité, distante de la première, la crémaillère de sortie présentant elle-même une première extrémité reliée à la butée et une seconde extrémité, distante de la première, et les premier et second axes se croisent en un point de croisement en dessinant entre eux un angle de renvoi, inférieur à un angle droit et formé par la première extrémité de la crémaillère d'entrée, le point de croisement, et la première extrémité de la crémaillère de sortie. Pour réduire l'encombrement du verrou, le pignon peut avantageusement être disposé à l'intérieur de l'angle de renvoi. La seconde extrémité de l'une ou de chacune des crémaillères peut être conformée en glissière rainurée et engagée sur un quatrième axe, fixé au boîtier, sensiblement parallèle au troisième axe, et servant à guider cette seconde extrémité. Le verrou de l'invention peut par ailleurs comprendre un ressort de rappel logé dans le boîtier, formant au moins une boucle, et reliant un premier point d'attache lié au boîtier à un second point d'attache lié à l'un des organes de transmission, ce ressort de rappel étant par exemple enroulé en boucle autour du troisième axe. Un contacteur de marche arrière peut aussi être logé dans le boîtier et coopérer avec un relief porté par la crémaillère de sortie pour passer d'un premier état électrique à un second état électrique lorsque la butée passe de sa position avancée à sa position rétractée. Dans un mode de réalisation efficace de l'invention, l'organe de commande peut par exemple prendre la forme d'un câble sélectivement soumis à une traction, et déplaçant les organes de transmission à l'encontre du ressort de rappel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la définition qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une vue de dessus d'une grille de sélection de vitesses dite "en chandelier"; - La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un verrou conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, représenté dans le carter d'une boîte de vitesses et avec sa butée en position rétractée; - La figure 3 est une vue en coupe partielle d'un verrou conforme à un second mode de réalisation de l'invention, représenté dans le carter d'une boîte de vitesses et avec sa butée en position avancée; et - La figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un verrou conforme au premier mode de réalisation de l'invention. Le verrou de sécurité de l'invention est principalement destiné à être utilisé sur la boîte de vitesses d'un véhicule automobile, par exemple sur une boîte de vitesses présentant une grille de sélection en chandelier illustrée sur la figure 1 et servant à guider un levier de changement de vitesse. Une telle boîte de vitesses offre cinq rapports de marche avant, référencés AV1 à AV5 sur la figure 1, et un rapport de marche arrière, référencé AR et immédiatement voisin des deux premiers rapports AV1 et AV2 de marche avant. Plus généralement, une boîte de vitesses comprend, de façon connue, un carter 1 (figure 2) dans lequel un doigt de passage 10 peut être déplacé par un mouvement du levier de changement de vitesse, pour pouvoir sélectionner et actionner une fourchette permettant l'enclenchement d'un rapport de vitesse déterminé. Les boîtes de vitesses à laquelle l'invention est applicable comprennent plusieurs fourchettes dont une fourchette de marche arrière 11 et au moins une première fourchette de marche avant 12, cette dernière permettant par exemple d'enclencher les rapports AV1 et AV2. Le verrou qui fait l'objet de l'invention a pour fonction première, connue en elle-même, de n'autoriser la sélection de la marche arrière qu'à certaines conditions, de manière à éviter un passage accidentel de la marche arrière AR, à partir de l'un des rapports de marche avant, notamment à partir de AV1 ou AV2. A cette fin, le verrou comprend un boîtier 2, une butée 3, un organe de commande tel qu'un câble 4, et des organes de transmission qui seront détaillés ultérieurement et qui permettent de transmettre à la butée 3 un mouvement de translation commandé par une traction du câble 4. Le boîtier 2 du verrou est, en fonctionnement, fixé au carter 1 de la boîte de vitesses, et par exemple monté serré ou vissé sur ce carter. La butée 3 est mobile entre une position rétractée, illustrée à la figure 2, dans laquelle cette butée 3 autorise un actionnement de la fourchette de marche arrière 11 par le doigt de passage 10, et une position avancée, illustrée à la figure 3, dans laquelle cette butée sort du boîtier 2 pour faire saillie dans le carter 1 de la boîte de vitesses et interdire au doigt de passage 10 d'actionner la fourchette de marche arrière 11. Selon l'invention, les organes de transmission qui permettent de transmettre à la butée 3 le mouvement de traction du câble 4 comprennent essentiellement une crémaillère d'entrée 51, une crémaillère de sortie 52, et un pignon 53. La crémaillère d'entrée 51 est montée coulissante dans le boîtier 2 et liée, par son extrémité 511, au câble 4 pour suivre le mouvement de ce dernier. De façon similaire, la crémaillère de sortie 52 est montée coulissante dans le boîtier 2, et la butée 3 est liée à l'extrémité 521 de cette crémaillère pour en suivre les mouvements. Comme le montrent plus précisément les figures 2 à 4, les crémaillères d'entrée et de sortie 51, 52 s'étendent de façon rectiligne suivant des axes respectifs Xi et X2 et sont, dans le boîtier 2, montées coulissantes en translation suivant ces mêmes axes X1 et X2. Les axes Xl et X2 des crémaillères 51 et 52 se croisent en un point de croisement X12 qui forme le sommet d'un angle de renvoi A défini entre les extrémités 511 et 521 des crémaillères 51 et 52, cet angle de renvoi A pouvant être inférieur à un angle droit. Le pignon 53 est, quant à lui, monté à rotation autour d'un troisième axe X3 sensiblement perpendiculaire aux axes X1 et X2 des crémaillères 51 et 52 et fixé au boîtier 2 à l'intérieur de l'angle de renvoi A, le pignon 53 engrenant simultanément avec les crémaillères d'entrée et de sortie 51, 52 pour lier leurs mouvements respectifs. A leurs autres extrémités 512 et 522, les crémaillères 51, 52 prennent la forme de glissières rainurées 512g, 522g qui sont engagées sur un quatrième axe X12. Cet axe X12, qui en l'occurrence se confond sur les figures avec le point de croisement des axes Xl et X2 des crémaillères 51 et 52, est fixé au boîtier 2 parallèlement au troisième axe X3, et sert à guider les extrémités respectives 512 et 522 de ces crémaillères. La butée 3 est en permanence sollicitée vers sa position avancée (illustrée à la figure 3) au moyen d'un ressort de rappel 6 logé dans le boîtier et présentant, à la manière d'un ressort de pince à linge, une ou plusieurs boucles qui peuvent en l'occurrence être enroulées autour de l'axe X3. Une extrémité du ressort 6 prend appui sur un point d'attache ou d'accrochage 61 lié au boîtier 2, et une autre extrémité de ce ressort est accrochée à un point d'attache 62 de la crémaillère de sortie 52. Ainsi installé, le ressort 6 tend le câble 4, ce dernier ne pouvant donc s'écarter de sa position de repos que sous l'effet d'une force de traction capable de vaincre la force de rappel élastique exercée par ce ressort. Comme le montre la figure 3, le verrou de l'invention peut inclure un contacteur de marche arrière 7 qui vient se loger dans le boîtier 2 et qui coopère par exemple avec un relief 520 de la crémaillère 52. Plus précisément, ce contacteur est actionné par le relief 520 de manière à passer d'un état électrique à un autre, par exemple d'un état conducteur à un état isolant ou inversement, lorsque la butée 3 passe de sa position avancée à sa position rétractée. Par rapport à la solution classique qui consiste à intégrer le contacteur de marche arrière à la boîte de vitesses, la solution qui consiste à l'intégrer au verrou présente non seulement l'avantage de réduire le nombre de perçages pratiqués dans le carter 1 de la boîte de vitesses, donc de réduire les risques de fuites, mais elle permet également au contacteur 7 d'être actionné dès que la marche arrière est sélectionnée, c'est-à-dire plus tôt que dans la solution traditionnelle. Comme le montre la figure 4, le boîtier 2 peut être réalisé en deux parties 21 et 22 qui se referment l'une sur l'autre au moyen d'ergots tels que 220, ou de vis, ce boîtier pouvant en outre être obtenu par moulage d'un matériau thermoplastique. REVENDICATIONS 1. Verrou de sécurité utilisable sur une boîte de vitesses comprenant, dans un carter (1), une fourchette de marche arrière (11), au moins une fourchette de marche avant (12), et un doigt de passage mobile (10) permettant l'actionnement sélectif de l'une des fourchettes, ce verrou comprenant lui-même en fonctionnement un boîtier (2) fixé au carter (1), une butée (3) mobile entre une position avancée, dans laquelle cette butée fait saillie dans le carter (1) hors du boîtier (2) pour interdire au doigt de passage (10) d'actionner la fourchette de marche arrière (11), et une position rétractée dans laquelle cette butée (3) autorise un actionnement de la fourchette de marche arrière (11), un organe de commande (4), et des organes de transmission (51 à 53) propres à transmettre à la butée (3) un mouvement de translation imprimé à l'organe de commande (4), caractérisé en ce que les organes de transmission (51 à 53) comprennent une crémaillère d'entrée (51), cinématiquement liée à l'organe de commande (4) et montée coulissante dans le boîtier (2), une crémaillère de sortie (52), cinématiquement liée à la butée (3) et montée coulissante dans le boîtier (2), et un pignon (53) engrenant simultanément avec les crémaillères d'entrée et de sortie (51, 52). 2. Verrou de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les crémaillères d'entrée et de sortie (51, 52) s'étendent de façon rectiligne suivant des premier et second axes respectifs (X1, X2) et sont, dans le boîtier (2), montées coulissantes en translation suivant leurs axes respectifs (X1, X2), et en ce que le pignon (53) est monté à rotation autour d'un troisième axe (X3) fixé au boîtier (2) et sensiblement perpendiculaire aux premier et second axes (X1, X2). 3. Verrou de sécurité suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la crémaillère d'entrée (51) présente une première extrémité (511) reliée à l'organe de commande (4) et une seconde extrémité (512), distante de la première (511), en ce que la crémaillère de sortie (52) présente une première extrémité (521) reliée à la butée (3) et une seconde extrémité (522), distante de la première (521), en ce que les premier et second axes (X1, X2) se croisent en un point de croisement (X12) en dessinant entre eux un angle de renvoi (A), inférieur à un angle droit et formé par la première extrémité (511) de la crémaillère d'entrée (51), le point de croisement (X12), et la première extrémité (521) de la crémaillère de sortie (52). 4. Verrou de sécurité suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le pignon (53) est disposé à l'intérieur de l'angle de renvoi (A). 5. Verrou de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde extrémité (512, 522) de l'une au moins des crémaillères (51, 52) est conformée en glissière rainurée (512g, 522g) et est engagée sur un quatrième axe (X12), fixé au boîtier (2), sensiblement parallèle au troisième axe (X3), et servant à guider cette seconde extrémité (512, 522). 6. Verrou de sécurité suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les secondes extrémités respectives (512, 522) des deux crémaillères (51, 52) sont conformées en glissières rainurées (512g, 522g) et sont engagées sur le quatrième axe (X12). 7. Verrou de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort de rappel (6) logé dans le boîtier, formant au moins une boucle, et reliant un premier point d'attache (61) lié au boîtier (2) à un second point d'attache (62) lié à l'un des organes de transmission (51 à 53). 8. Verrou de sécurité suivant les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que le ressort de rappel (6) est enroulé en boucle autour du troisième axe (X3). 9. Verrou de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un contacteur de marche arrière (7) logé dans le boîtier (2) et coopérant avec un relief (520) porté par la crémaillère de sortie (52) pour passer d'un premier état électrique à un second état électrique lorsque la butée (3) passe de sa position avancée à sa position rétractée. 10. Verrou de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe de commande (4) est un câble sélectivement soumis à une traction et déplaçant les organes de transmission à l'encontre du ressort de rappel.