Brevet FR2798978A1 — publié le 20010330

Ensemble de fourchette de passage de vitesses pour boîte de vitesses robotisée, et dispositif de passage de vitesses intégrant cet ensemble La présente invention est relative à un ensemble de fourchette de passage de vitesses pour boite de vitesses robotisée, et à un dispositif de passage de vitesses intégrant cet ensemble. On connaît de la technique antérieure un système de passage de vitesses pour boîte de vitesses robotisée, comprenant: - plusieurs fourchettes de passage de vitesses montées chacune coulissante entre des première et deuxième positions correspondant respectivement au passage de première et deuxième vitesses, et - des moyens d'actionnement comprenant d'une part un premier vérin à double effet pour sélectionner la fourchette correspondant au passage de la vitesse souhaitée, et d'autre part un deuxième vérin à double effet pour faire coulisser cette fourchette et passer ainsi cette vitesse. Ce système, s'il offre satisfaction au plan mécanique, présente l'inconvénient de nécessiter deux étapes lors d'un changement de vitesse: une étape de sélection et une étape de passage effectif, ce qui peut prendre un certain temps. Par ailleurs, ce système nécessite deux vérins à double effet, ce qui le rend coûteux. En outre, ces deux vérins étant orientés selon des directions différentes, ce système est relativement encombrant. La présente invention a pour but de fournir un ensemble de fourchette de passage de vitesses pour un système de passage de vitesses qui permette de s'affranchir des inconvénients susmentionnés. On atteint ce but de l'invention avec un ensemble de fourchette de passage de vitesses pour boîte de vitesses robotisée, comprenant une fourchette de passage de vitesses montée coulissante entre des première et deuxième positions correspondant respectivement au passage de première et deuxième vitesses, remarquable en ce qu'il comprend des premier et deuxième vérins à simple effet montés en opposition pour déplacer ladite fourchette respectivement vers lesdites première et deuxième positions. Suivant d'autres caractéristiques de cet ensemble de fourchette, lesdits vérins sont sensiblement identiques, et chacun d'entre eux comprend: - un corps susceptible de recevoir un fluide sous pression tel que de l'huile, - un capuchon monté coulissant et étanche sur la périphérie dudit corps, coopérant avec ladite fourchette, - un coulisseau creux comportant une tête et une tige munie d'évidements à son extrémité, ce coulisseau étant monté coulissant à l'intérieur dudit corps entre une position escamotée où il se trouve à l'intérieur de ce corps et une position déployée où ladite tête est en butée par rapport audit corps et où ladite tige pointe vers l'extérieur dudit corps et vers l'intérieur dudit capuchon, de manière que lorsque ledit fluide se trouve simultanément à la même pression dans lesdits vérins, il puisse exercer une poussée sur lesdits coulisseaux et sur lesdits capuchons afin d'amener ces organes jusqu'à une position d'équilibre stable dans laquelle chaque coulisseau se trouve dans ladite position de butée par rapport audit corps, et chaque capuchon se trouve en butée contre l'extrémité de la tige du coulisseau correspondant, permettant ainsi de placer ladite fourchette dans une position de point mort située entre lesdites première et deuxième positions. La présente invention a également pour but de fournir un système de passage de vitesses qui permette de s'affranchir des inconvénients susmentionnés. On atteint ce but de l'invention avec un dispositif de passage de vitesses pour boîte de vitesses robotisée, remarquable en ce qu'il comprend au moins un ensemble de fourchette conforme à ce qui précède, ainsi qu'un circuit de commande hydraulique adapté pour actionner sélectivement l'un ou l'autre des vérins de cet ensemble, ou ces deux vérins à la fois. Suivant d'autres caractéristiques, ce dispositif de passage de vitesses comprend: - au moins deux ensembles conformes à ce qui précède, et ledit circuit hydraulique comprend des moyens pour actionner les vérins de l'un desdits ensembles indépendamment des vérins de l'autre ensemble, - quatre ensembles conformes à ce qui précède, et lesdits moyens d'actionnement indépendants comprennent une électrovanne à trois positions et trois voies reliée à huit électrovannes à deux positions et trois voies commandant lesdits vérins, - au moins deux ensembles conformes à ce qui précède, et ledit circuit hydraulique comprend des moyens pour interdire l'actionnement simultané de vérins faisant partie d'ensembles différents, - quatre ensembles conformes à ce qui précède, et lesdits moyens d'actionnement comprennent une électrovanne à trois positions et trois voies reliée à deux électrovannes à deux positions et trois voies, elles-mêmes reliées à une électrovanne à deux positions et huit voies, elle-même reliée à une électrovanne à deux positions et seize voies commandant lesdits vérins, - quatre ensembles conformes à ce qui précède, et lesdits moyens d'actionnement comprennent deux électrovannes à trois positions et trois voies reliées à une électrovanne à deux positions et huit voies, elle- même reliée à une électrovanne à deux positions et seize voies commandant lesdits vérins. Grâce à ces caractéristiques, on obtient un dispositif de passage de vitesses dans lequel chaque fourchette de passage de vitesses dispose de ses propres moyens d'actionnement, ce qui permet de gagner en rapidité lorsqu'on souhaite effectuer un passage de vitesse nécessitant un changement de la fourchette à actionner. L'absence de vérin à double effet permet de réduire les coûts de fabrication, et l'absence de vérin de sélection permet de réduire l'encombrement du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une vue en perspective partiellement arrachée de quatre ensembles de fourchette de passage de vitesses selon l'invention, - les figures 2 à 4 sont des vues en coupe d'une paire de vérins associés à un ensemble de fourchette de passage de vitesses selon l'invention, dans trois positions différentes, - les figures 5 à 7 sont des schémas représentant trois modes de réalisation différents du dispositif selon l'invention, et - les figures 8 à 10 représentent des tables de vérité décrivant respectivement le fonctionnement des dispositifs des figures 5 à 7. On se reporte à présent à la figure 1, sur laquelle on a représenté quatre ensembles de fourchette selon l'invention Fa, Fb, Fc, Fd dans la position qu'ils occupent normalement dans une boîte à six vitesses et une marche arrière dont les autres organes (baladeurs, anneaux de synchronisation, pignons fous de vitesses) n'ont pas été représentés. On va décrire plus particulièrement l'ensemble de fourchette Fa, étant entendu que les autres ensembles de fourchette sont tout à fait analogues. Sur les figures, les organes analogues de ces quatre ensembles de fourchette sont désignés par des références identiques indicées respectivement avec les lettres a, b, c, et d. L'ensemble de fourchette Fa comprend une fourchette de passage de vitesse 1a à proprement parler, montée coulissante sur une barre 3a entre des première et deuxième positions correspondant respectivement aux passages de première et deuxième vitesses. Comme cela est connu de l'homme du métier, le passage de ces vitesses s'effectue par crabotage d'un baladeur sur des pignons fous de vitesses (non représentés) sous l'action de la fourchette la. Cette fourchette comprend un doigt 5a s'étendant selon une direction sensiblement perpendiculaire à la barre 3a. Deux vérins à simple effet 7a, 7a' sont montés en opposition de part et d'autre du doigt 5a. On se reporte à présent à la figure 2, sur laquelle on a représenté plus en détail les deux vérins 7a, 7a'. Comme on peut le voir sur cette figure, ces deux vérins sont sensiblement identiques, chacun d'entre eux comprenant un corps 8a, 8a' dans lequel un coulisseau 9a, 9a' peut coulisser de manière étanche. Chacun de ces coulisseaux comprend une tête 10a, 10a' susceptible de venir en contact contre un organe de butée 11a, 11a', et une tige creuse 12a, 12a'. A proximité de l'organe de butée 11a, 11a', le corps 8a, 8a' comprend une pluralité de canaux de mise à fuite radiaux 13a, 13a'. Chacune des tiges 12a, 12a' comporte, à son extrémité située à l'extérieur du corps 8a, 8a', des évidements 14a, 14a'. Chaque vérin comprend en outre un organe formant capuchon 15a, 15a', susceptible de coulisser de manière étanche sur la périphérie du corps 8a, 8a', interposé entre le coulisseau 9a, 9a' et le doigt 5a. Un circuit hydraulique (voir ci-après) est connecté à chacun des corps de vérin 8a, 8a' de manière à amener dans ceux-ci un fluide sous pression tel que de l'huile. Sur la figure 2, seul le vérin 7a est mis sous pression. Sur la figure 3, seul le vérin 7a' est mis sous pression. Sur la figure 4, les deux vérins 7a et 7a' sont mis sous pression. On se reporte à présent à la figure 5, sur laquelle on a représenté un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Ce dispositif comprend les quatre ensembles de fourchette Fa, Fb, Fc, Fd décrits ci-avant, ainsi qu'un circuit de commande hydraulique connecté aux vérins 7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'. Ce circuit de commande hydraulique comprend un réservoir 19 de fluide tel que de l'huile, relié à une pompe hydraulique 21 susceptible d'être actionnée par un moteur 23, la pompe débitant l'huile dans une ligne commandée par une électrovanne 27 à trois positions et trois voies, à travers un clapet anti-retour 25. Un accumulateur de pression 29 et un capteur de pression 31 sont branchés sur ce circuit hydraulique entre le clapet anti-retour 25 et l'électrovanne 27. Cette dernière est reliée à huit électrovannes à deux positions et trois voies 29a, 29a', 29b, 29b', 29c, 29c', 29d, 29d', commandant respectivement les huit vérins 7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'. Les électrovannes 27, 29a, 29a', 29b, 29b', 29c, 29c', 29d, 29d' sont par ailleurs reliées à un collecteur 32 de retour d'huile dans le réservoir 19. On se reporte à présent à la figure 6, sur laquelle on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce que l'électrovanne 27 à trois positions et trois voies est reliée à des première 33 et deuxième 33' électrovannes à deux positions et trois voies, elles- mêmes reliées à une électrovanne 34 à deux positions et huit voies, elle-même reliée à une électrovanne 35 à deux positions et seize voies, commandant les huit vérins 7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'. Les électrovannes 27, 33, 33', 34 et 35 sont par ailleurs reliées au collecteur 32 de retour d'huile dans le réservoir 19. On se reporte à présent à la figure 7, sur laquelle on a représenté encore un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce qu'il comprend deux électrovannes 27, 27' à trois positions et trois voies reliées à l'électrovanne 34 à deux positions et huit voies. Le fonctionnement et les avantages de l'ensemble de fourchette et du dispositif selon l'invention découlent directement de la description qui précède. Quand on injecte un fluide sous pression tel que de l'huile dans le corps 8a du vérin 7a (voir figure 2) en permettant au fluide situé dans le corps 8a' du vérin 7a' de s'échapper, le coulisseau 9a vient buter contre l'organe 11a, l'air situé entre la tête 10a de ce coulisseau et l'organe 11a s'échappant par les canaux de mise à fuite 13a. Le fluide hydraulique pénètre également dans la tige creuse 12a, et remplit l'espace situé entre cette tige et le capuchon 15a. Le déplacement du coulisseau 9a ainsi que la présence d'huile sous pression à l'intérieur du capuchon 15a ont pour effet de pousser celui-ci vers la droite de la figure 2. Ce capuchon, en agissant sur le doigt 5a, fait ainsi coulisser la fourchette la (voir figure 1) sur la barre 3a vers la droite de la figure, ce qui permet d'engager la vitesse correspondante. Inversement, quand on injecte un fluide sous pression tel que de l'huile dans le corps 8a' du vérin 7a' (voir figure 3) en permettant au fluide situé dans le corps 8a du vérin 7a de s'échapper, on déplace la fourchette la vers la gauche de la figure, ce qui permet d'engager l'autre vitesse correspondante. Si, par exemple, à partir de la situation de la figure 3, on injecte également du fluide sous pression dans le corps 8a du vérin 7a, ce fluide va pousser le coulisseau 10a et le capuchon 11a jusqu'au point où les forces exercées par les capuchons 15a et 15a' sur le doigt 5a sont égales, c'est-à-dire jusqu'au moment où le coulisseau 9a vient buter contre l'organe lla et où le capuchon 15a' vient buter sur l'extrémité de la tige 12a' (voir figure 4). On atteint de la sorte une position d'équilibre stable, correspondant à une situation de point mort de la fourchette la. Comme on peut le comprendre à présent, les vérins à simple effet destinés à actionner les fourchettes Fa, Fb, Fc, Fd remplacent avantageusement les vérins à double effet de sélection et de passage de la technique antérieure. Ces vérins à simple effet permettent d'actionner directement les fourchettes Fa, Fb, Fc, Fd, sans passer par une phase de sélection. On peut de la sorte obtenir des passages de vitesses très rapides. En outre, les positions de point mort de ces fourchettes sont obtenues de manière très simple. On remarquera également que ces vérins permettent d'obtenir, à faible coût, une boîte de vitesses robotisée dont l'encombrement est beaucoup plus faible qu'une boîte comprenant des vérins de sélection et de passage, lesquels doivent nécessairement être orientés selon des directions différentes. Dans les dispositifs des figures 5 à 7, le réservoir 19, la pompe hydraulique 21, le moteur 23, le clapet 25, l'accumulateur de pression 29 et le capteur de pression 31 permettent d'alimenter sélectivement les vérins 7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d' sous une pression de fluide déterminée. Le collecteur 32 permet au fluide situé dans des vérins sélectionnés de s'échapper de ceux-ci et de revenir dans le réservoir 19. La table de vérité de la figure 8 décrit le fonctionnement du dispositif de la figure 5. On a consigné dans la ligne du haut de cette table d'une part les repères des électrovannes 27, 29a, 29a', 29b, 29b', 29c, 29c', 29d, 29d', et d'autre part ceux des huit vérins 7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'. On a consigné dans la colonne de gauche de cette table d'une part les six vitesses et la marche arrière M.Ar et d'autre part les quatre points morts PMFa, PMFb, PMFc, PMFd pouvant être obtenus avec les quatre fourchettes Fa, Fb, Fc, Fd. Dans les colonnes situées sous les repères des électrovannes susmentionnées, les valeurs 1 et 0 indiquent que les électrovannes concernées se trouvent dans l'une ou l'autre des positions répertoriées de la même manière sur la figure 5. Dans les colonnes situées sous les repères des vérins susmentionnés, les valeurs 1 et 0 indiquent respectivement qu'on injecte dans le vérin concerné du fluide sous pression, ou qu'on permet au fluide situé dans ce vérin de s'échapper. Comme cela apparaît à l'examen de la table de la figure 8, le mode de réalisation de la figure 5 permet d'actionner de manière indépendante chacun des huit vérins 7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'. Un tel dispositif présente certains inconvénients. Rien n'empêche, par exemple, d'injecter du liquide sous pression simultanément dans les vérins 7a et 7b: il suffit pour cela de placer simultanément les électrovannes 29a et 29b en position 1 . On voit que ceci reviendrait à vouloir engager les première et troisième vitesses à la fois, ce qui n'est bien sûr pas possible et risque d'endommager gravement la boîte de vitesses. Pour ces raisons, il est utile de prévoir des moyens pour interdire l'actionnement simultané de vérins faisant partie d'ensembles de fourchette différents. Les dispositifs des figures 6 et 7 comprennent de tels moyens. Dans les tables de vérité des figures 9 et 10 correspondant respectivement aux dispositifs des figures 6 et 7, on peut par exemple vérifier aisément que l'on ne* risque pas d'engager simultanément les première et troisième vitesses. En effet, ces tables indiquent qu'il faudrait pour cela que l'électrovanne 35 à deux positions et seize voies se trouve à la fois en position 1 et 0 , ce qui n'est pas possible. Comme on peut le comprendre à présent, le dispositif selon l'invention permet de commander de manière relativement simple les ensembles de fourchette selon l'invention, avec le maximum de sécurité vis-à-vis des risques d'engagements simultanés de vitesses. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs. C'est ainsi par exemple que les ensembles de fourchette selon l'invention pourraient être utilisés dans une boîte de vitesses robotisée comprenant plus ou moins de six vitesses. REVENDICATIONS 1. Ensemble de fourchette de passage de vitesses (Fa, Fb, Fc, Fd) pour boîte de vitesses robotisée, comprenant une fourchette de passage de vitesses (1a, lb, 1c, 1d) montée coulissante entre des première et deuxième positions correspondant respectivement au passage de première et deuxième vitesses, caractérisé en ce qu'il comprend des premier (7a, 7b, 7c, 7d) et deuxième (7a', 7b', 7c', 7d') vérins à simple effet montés en opposition pour déplacer ladite fourchette respectivement vers lesdites première et deuxième positions. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits vérins (7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d') sont sensiblement identiques, et en ce que chacun d'entre eux comprend: - un corps (8a, 8a') susceptible de recevoir un fluide sous pression tel que de l'huile, - un capuchon (15a, 15a') monté coulissant et étanche sur la périphérie dudit corps (8a, 8a'), coopérant avec ladite fourchette (Fa, Fb, Fc, Fd), - un coulisseau (9a, 9a') creux comportant une tête (10a, 10a') et une tige (12a, 12a') munie d'évidements à son extrémité, ce coulisseau étant monté coulissant à l'intérieur dudit corps (8a, 8a') entre une position escamotée où il se trouve à l'intérieur de ce corps et une position déployée où ladite tête (10a, 10a') est en butée par rapport audit corps (8a, 8a') et où ladite tige (12a, 12a') pointe vers l'extérieur dudit corps et vers l'intérieur dudit capuchon (15a, 15a'), de manière que lorsque ledit fluide se trouve simultanément à la même pression dans lesdits vérins (7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d') il puisse exercer une poussée sur lesdits coulisseaux (9a, 9a') et sur lesdits capuchons (15a, 15a') afin d'amener ces organes jusqu'à une position d'équilibre stable dans laquelle chaque coulisseau se trouve dans ladite position de butée par rapport audit corps (8a, 8a'), et chaque capuchon se trouve en butée contre l'extrémité de la tige (12a, 12a') du coulisseau correspondant, permettant ainsi de placer ladite fourchette (Fa, Fb, Fc, Fd) dans une position de point mort située entre lesdites première et deuxième positions. 3. Dispositif de passage de vitesses pour boîte de vitesses robotisée, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble (Fa, Fb, Fc, Fd) conforme à l'une des revendications 1 ou 2, ainsi qu'un circuit de commande hydraulique adapté pour actionner sélectivement l'un (7a, 7b, 7c, 7d) ou l'autre (7a', 7b', 7c', 7d') desdits vérins, ou ces deux vérins à la fois. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux ensembles (Fa, Fb, Fc, Fd) conformes à l'une des revendications 1 ou 2, et en ce que ledit circuit hydraulique comprend des moyens pour actionner les vérins de l'un desdits ensembles indépendamment des vérins de l'autre ensemble. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend quatre ensembles (Fa, Fb, Fc, Fd) conformes à l'une des revendications 1 ou 2, et en ce que lesdits moyens d'actionnement indépendants comprennent une électrovanne à trois positions et trois voies (27) reliée à huit électrovannes à deux positions et trois voies (29a, 29a', 29b, 29b', 29c, 29c', 29d, 29d'), commandant lesdits vérins (7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'). 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux ensembles (Fa, Fb, Fc, Fd) conformes à l'une des revendications 1 ou 2, et en ce que ledit circuit hydraulique comprend des moyens pour interdire l'actionnement simultané de vérins faisant partie d'ensembles différents. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend quatre ensembles (Fa, Fb, Fc, Fd) conformes à l'une des revendications 1 ou 2, et en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent une électrovanne à trois positions et trois voies (27) reliée à deux électrovannes à deux positions et trois voies (33, 33'), elles-mêmes reliées à une électrovanne à deux positions et huit voies (34), elle-même reliée à une électrovanne à deux positions et seize voies (35) commandant lesdits vérins (7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d'). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend quatre ensembles (Fa, Fb, Fc, Fd) conformes à l'une des revendications 1 ou 2, et en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent deux électrovannes à trois positions et trois voies (27, 27') reliées à une électrovanne à deux positions et huit voies (34), elle-même reliée à une électrovanne à deux positions et seize voies (35) commandant lesdits vérins (7a, 7a', 7b, 7b', 7c, 7c', 7d, 7d' ).