Brevet FR2806141A1 — publié le 20010914

présente invention concerne, de façon générale, le domaine des systèmes de transmission de puissance pour véhicules automobiles, en particulier les boîtes de vitesses et leur dispositif de commande. Plus précisément, la présente invention concerne notamment un dispositif de commande d'une boîte de vitesses, comprenant un arbre de commande, au moins un premier organe menant porté par l'arbre de commande, une plural d'axes de fourchettes, et une pluralité d'organes menés dont chacun est porté par un axe de fourchette correspondant, les axes de fourchettes s'étendant parallèlement les uns aux autres et l'arbre de commande s'étendant transversalement aux axes de fourchettes, étant mobile en translation entre différentes positions axiales pour placer sélectivement le premier organe menant en regard de l'organe mené d'un axe de fourchette sélectionné, et étant monté à rotation sur lui-même, dans un premier sens et dans un second sens inverse du premier, pour entraîner corrélativement l'axe de fourchette sélectionné en translation axiale suivant une première direction ou une seconde direction inverse de la première, par coopération du premier organe menant avec l'organe mené de l'axe de fourchette sélectionné. Bien que les boîtes de vitesses de ce soient connues et utilisées depuis longtemps, elles continuent de faire l'objet de développements visant à augmenter les performances, notamment en vue d'une plus grande maniabilité et d'une durée de vie accrue. L'invention se situe dans ce contexte a pour but de proposer une boîte de vitesses qui, tout en s'adaptant à toutes les cinématiques de boîtes de vitesses, autorise un passage plus facile et plus souple des vitesses et permette d'optimiser l'emplacement, dans la boîte de vitesses, des pignons associés aux rapports de vitesses les plus sollicités. A cette fin, le dispositif de commande de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'arbre de commande comporte un ensemble d'organes menants dont chacun coopère sélectivement avec l'organe mené d'un axe de fourchette sélectionné, en ce qu'au moins deux axes de fourchettes voisins sont séparés l'un de l'autre par un premier espacement, et en ce qu au moins deux organes menants sont séparés l'un de l'autre, le long de l'arbre de commande, par un deuxième espacement différent du premier espacement, ce dont il résulte qu'une translation de l'arbre de commande sur une course inférieure au premier espacement permet de passer d'une première configuration du dispositif, dans laquelle un premier organe menant est mis en regard d'un premier organe mené, à une seconde configuration du dispositif, dans laquelle un second organe menant, différent du premier, est mis en regard d'un second organe mené, différent du premier. De préférence, il est fait en sorte que, dans une première position axiale de l'arbre de commande, un premier couple d'organes menants trouve en regard d'un premier couple d'organes menés, et que, dans une deuxième position axiale de l'arbre de commande différente de la première, un second couple d'organes menants, différent du premier, se trouve en regard d'un second couple d'organes menés, différent du premier. Dans ce cas, il est encore avantageux de prévoir que les organes menants comprennent des organes d'un premier type et des organes d'un second type, que chaque organe menant du premier type mis en regard d'un organe mené n'entraîne cet organe mené que pour une rotation de l'arbre de commande dans le premier sens, que chaque organe menant du second type mis en regard d'un organe mené n'entraîne cet organe mené que pour une rotation de l'arbre de commande dans le second sens, et que chaque couple d'organes menants mis en regard d'un couple d'organes menés comprenne un organe menant du premier type, et un organe menant du second type. dispositif de commande de l'invention peut ainsi comprendre au moins trois axes de fourchettes dont deux axes fourchettes extrêmes et au moins un axe de fourchette intermédiaire, et les organes menants peuvent comprendre un couple d'organes menants susceptible d'être mis en regard des organes menés portés par les axes fourchettes extrêmes. Selon un mode de réalisation efficace l'invention, chaque organe menant comprend par exemple un pignon imité à un secteur angulaire, chaque organe mene pouvant quant à lui comprendre une crémaillère. Dans un mode de réalisation particulier dispositif de l'invention, ce dernier peut comprendre trois axes de fourchettes dont deux axes de fourchettes extrêmes et un axe de fourchette intermédiaire, répartis de maniere que le même premier espacement sépare l'axe fourchette intermédiaire de chacun des axes de fourchettes extrêmes. Dans ce cas, le second espacement séparant au moins deux organes menants peut être égal au tiers du premier espacement, tandis que le second espacement séparant au moins deux autres organes menants peut être égal aux deux tiers du premier espacement. L'invention concerne également une boîte de vitesses incluant un dispositif de commande tel que précédemment défini, cette boîte de vitesses étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins cinq rapports de marche avant et en ce que les axes fourchettes extrêmes commandent les premier et second rapports, ce dont il résulte que les pignons associés a ces rapports peuvent être disposés aux extrémités de la boîte vitesses, à proximité immédiate des paliers d'arbres de cette boîte. D autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquel - la figure 1 est une vue schématique partielle d'une boîte de vitesses susceptible d'utiliser dispositif de commande conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de face d'un dispositif de commande conforme à l'invention, représenté dans une première configuration; - la figure 3 est une vue de face d'un dispositif de commande conforme à l'invention, représenté dans une seconde configuration; - la figure 4 est une vue en perspective dispositif de commande illustré à la figure 3; et - la figure 5 est une vue de dessus en bout dispositif de la figure 4. L invention concerne de façon générale les boîtes de vitesses et leurs dispositifs de commande. boîte de vitesses de la figure 1 comprend essentiellement, de façon classique, un arbre primaire entraîné en rotation par un moteur et monté rotatif dans deux paliers AP1 et AP2, un arbre secondaire AS monte rotatif dans deux paliers ASl et AS2, un arbre auxiliaire AA, et arbre de transmission AT monté rotatif dans deux paliers AT1 et AT2. façon plus spécifique, l'arbre primaire AP porte en l'occurrence des pignons P1 à P7, solidaires de cet arbre rotation, l'arbre secondaire AS porte des pignons Sl à S8, l'arbre auxiliaire AA porte des pignons A70 A71, et l'arbre de transmission AT, relié aux roues motrices du véhicule, porte un pignon T1 engrenant avec le pignon S8. Les pignons Sl à S6, qui engrènent en permanence avec les pignons P1 à P6 respectivement, sont montés fous autour de l'arbre secondaire AS, tandis que les pignons S7 et S8 sont fixes en rotation sur l'arbre secondaire AS. De même, le pignon A70, qui engrène en permanence avec le pignon P7, est fixe en rotation sur l'arbre auxiliaire AA, tandis que le pignon A71, qui engrène en permanence avec le pignon S7, est monté fou sur l'arbre auxiliaire AA. Des manchons de crabotage MCl, MC2 et MC3 sont montés coulissants en translation et fixes en rotation sur l'arbre secondaire AS pour pouvoir venir craboter volonté sur l'un des pignons Sl à S6 et rendre ainsi ce pignon temporairement solidaire en rotation de l'arbre secondaire AS, c'est-à-dire sélectionner l'un des rapports de marche avant AV1, AV2, AV3, AV4, AV5 ou AV6. Ces manchons de crabotage MC1 à MC3 sont actionnés par des axes de fourchettes 21, 22, et 23 dont chacun peut être selectivement déplacé suivant l'une ou l'autre de deux directions D1 et D2, de part et d'autre d'une position neutre de cet axe de fourchette. De même, le manchon de crabotage MCO est actionné par un de fourchette, non représenté, dont le mouvement suivant l'une ou l'autre des directions D1 et D2, de part et d'autre d'une position neutre de cet axe de fourchette, permet de sélectionner le rapport de marche arrière. Pour simplifier l'exposé, la description de l'invention se limitera à la commande des rapports de marche avant, étant entendu que les principes décrits pourront être appliqués à la commande de tout rapport. Le dispositif de commande de l'invention, plus spécifiquement visible sur les figures 2 à 5, comprend de façon connue un arbre de commande 1, au moins un premier organe menant 11 porté par l'arbre de commande, une pluralité d'axes de fourchettes 21 à 23, et une pluralité d'organes menés 210 à 230 dont chacun est porté par un axe de fourchette correspondant. Dans l'art antérieur bien connu de l'homme de l'art, l'organe menant est constité par un doigt de passage, les organes menés sont constitués chacun par une crosse. Les axes de fourchettes 21 à 23 s étendent parallèlement les uns aux autres, tandis que l'arbre de commande 1 qui s'étend transversalement aux axes de fourchettes 21 à 23, est mobile en translation entre différentes positions axiales pour pouvoir placer à volonté le premier organe menant 11 en regard de l'organe mené, par exemple l'organe 210, d'un axe de fourchette sélectionné, par exemple l'axe 21. L'arbre de commande 1 est par ailleurs monté à rotation sur lui-même, dans un premier sens S1 dans un second sens S2 inverse du premier (figure 4), pour entraîner corrélativement l'axe de fourchette sélectionné 21 en translation axiale, suivant la direction Dl ou la direction inverse D2, par coopération du premier organe menant 11 avec l'organe mené 210 de l'axe de fourchette sélectionné 21. Selon un premier aspect spécifique de l'invention, l'arbre de commande 1 comporte un ensemble d'organes menants, référencés 11 à 16, dont chacun coopère sélectivement avec l'organe mené, respectivement référencé 210, 230, 230, 220, 220 et 210, d'un axe de fourchette sélectionné, en l'occurrence respectivement constitué par l'axe 21, 23, 23, 22, 22, et 21. Selon un second aspect spécifique de l'invention, au moins deux axes de fourchettes voisins, par exemple les axes et 22, sont séparés l'un de l'autre par un premier espacement E1, tandis qu'au moins deux organes menants, par exemple les organes menants 11 et 16 ou 14 et 15 sont séparés l'un de l'autre, le long de l'arbre de commande 1 par un deuxième espacement E2 ou F2 différent du premier espacement E1. Par convention, les espacements sont ici supposés mesurés entre les axes médians des pièces considérées, et non bord bord, de manière à s'affranchir de l'influence du paramètre supplémentaire que représente l'épaisseur de ces pièces. Grâce à cet agencement, une translation de l'arbre de commande 1 sur une course inférieure au premier espacement E1 permet de passer d'une première configuration du dispositif, telle qu'illustrée à figure 2, dans laquelle un premier organe menant tel que 11 est mis en regard d'un premier organe mené tel 210, à une seconde configuration du dispositif, telle qu'illustrée à la figure 3, dans laquelle un second organe menant tel que 13, différent du premier organe menant 11, est mis en regard d'un second organe mené 230, différent du premier organe mené 210. Les organes menants sont de préférence disposés sur arbre de commande 1 de manière que, dans une première position axiale de l'arbre de commande 1 par exemple ' lustrée à la figure 2, un premier couple d'organes menants, tel que le couple 11 et 12, se trouve en regard un premier couple d'organes menés, tel que le couple 210 et 230, et que, dans une deuxième position axiale de arbre de commande différente de la première et exemple illustrée à la figure 3, un second couple organes menants, tel que le couple 13, 14, différent premier couple 11 et 12, se trouve en regard d'un second couple d'organes menés, tel que le couple 230 et 22 , différent du premier couple 210 et 230. Pour l'appréciation de cette dernière caractéristique, deux couples sont considérés comme différents dès lors qu'ils diffèrent l'un de l'autres l'un au moins de leurs éléments, le fait pour deux couples d'être déclarés différents n'excluant donc pas possibilité, pour ces deux couples, d'avoir un élément commun. Comme le montre le mieux la figure S, chaque organe menant tel que 11 à 16 est de préférence constitué par un pignon limité à un secteur angulaire, tel que le secteur G1, tandis que chaque organe mené tel que 210, 220 et 230 est constitué par une crémaillère. Les organes menants 11 à 16 peuvent ainsi appartenir à un premier type, auquel appartiennent en l'occurrence les organes 11, 13 et 15, ou un second type comme c'est le cas des organes 12, 14 et 16, selon que le secteur G1 sur lequel s'étend cet organe menant, autrement dit ce pignon, rentre en contact avec la cremaillère constituant l'organe mené en regard duquel il se trouve, par rotation de l'arbre de commande 1 suivant le sens S1 ou par rotation de cet arbre 1 suivant le sens S2. Ainsi, par exemple, dans la configuration de la figure 2, le pignon 11, qui est du premier type, ne peut entraîner la crémaillère 210 que par rotation de l'arbre de commande 1 suivant le sens S1, alors que le pignon 12, qui est du second type, ne peut entraîner la crémaillère 23 que par rotation de l'arbre de commande 1 suivant le second sens S2. De même, dans la configuration de la figure 3, le pignon 13, qui est du premier type, ne peut entraîner la crémaillère 230 que par rotation de l'arbre de commande 1 suivant le sens Si, alors que le pignon 14, qui est du second type, ne peut entraîner la crémaillère 220 que par rotation de l'arbre de commande 1 suivant le second sens S2. Par ailleurs, il est fait en sorte que chaque couple de pignons, tel que les couples 11 et 12, 13 et 14, et 15 et 16, de pignons susceptibles d'être simultanément en regard d'un couple de crémaillères, en l'occurrence les couples 210 et 230, 230 et 220, et 220 et 210 comprend un pignon du premier type, et un pignon du second type, les pignons du premier type étant repérés par des références impaires, et les pignons du second type par des références paires. Dans le mode de réalisation particulier illustré, le dispositif comprend trois axes de fourchettes 21, 22, 23, dont deux axes de fourchettes extrêmes 21, 23 et un axe de fourchette intermédiaire 22, et les pignons 11 à 16 comprennent un couple de pignons, à savoir 11 et 12, susceptible d'être mis en regard des crémaillères 210 et 230, sont portées par les axes de fourchettes extrêmes 21 et 23. Grace à cet agencement, il est possible de construire, conformément à l'invention, une boîte de vitesses dans laquelle les premier et second rapports de marche avant AV1 et AV2 sont commandés par les axes de fourchettes extrêmes 21 et 23 (figure 1), de sorte que les pignons correspondants Si et S2, qui sont les plus sollicites, peuvent très aisément être disposés à proximité des paliers AS1 et AS2, et donc etre maintenus et guidés de façon optimale. Comme le montrent les figures 2 et 3, l'axe de fourchette intermédiaire 22 est équidistant des axes de fourchettes extrêmes 21 et 23 et séparé chacun d'eux par un espacement El. Par ailleurs, le pignon 12 est sépare de chacun des pignons 13 et 15, le long de l'arbre de commande 1, par un espacement E2 égal au tiers du premier espacement El. même, le pignon 15 est séparé de chacun des pignons 12 et 14, le long de l'arbre de commande 1, par l'espacement E2 égal au tiers du premier espacement El. Enfin, le pignon 16 est séparé chacun des pignons 11 et 14, le long de l'arbre de commande 1, par un autre espacement F2 égal aux deux tiers du premier espacement El. Grace à cette disposition, la boîte vitesses de la figure 1 peut être commandée par les mouvements de l'arbre commande 1 qui sont symbolisés au bas de la page et qui correspondent à un schéma de commande classique de boîte de vitesses, alors que la boîte de vitesses représentée à la figure 1 est au moins particulière en ce sens que les pignons S1 et S2 associés aux deux premiers rapports de marche avant AV1 et AV2 sont portés par l'arbre secondaire AS à proximité des paliers ASl et AS2. REVENDICATIONS . 1. Dispositif de commande d une boîte de vitesses, comprenant un arbre de commande (1), au moins un premier organe menant (11) porté par l'arbre de commande, une pluralité d'axes de fourchettes (21 à 23), et une pluralité d'organes menés (210 à 230) dont chacun est porté par un axe de fourchette correspondant, les axes de fourchettes (21 à 23) s'étendant parallèlement les uns aux autres et l'arbre de commande (1) s'étendant transversalement aux axes de fourchettes, étant mobile en translation entre différentes itions axiales pour placer sélectivement le premier organe menant (11) en regard de l'organe mené (210) d'un axe de fourchette sélectionné (21), et étant monté à rotation sur lui-même, dans un premier sens (S1) et dans un second sens (S2) inverse du premier, pour entraîner corrélativement l'axe de fourchette sélectionné (21) en translation axiale, suivant une première direction (D1) ou une seconde direction (D2) inverse de la première, par coopération du premier organe menant (11) avec l'organe mené (210) de l'axe de fourchette sélectionné (21), caractérisé en ce que l'arbre de commande (1) comporte un ensemble d'organes menants (11 à 16) dont chacun coopère sélectivement avec l'organe mené (210; 230; 230; 220; 220; 210) d'un axe de fourchette sélectionné (21; 23; 23; 22; 22; 21), en ce qu'au moins deux axes de fourchettes voisins (21, 22) sont séparés l'un de l'autre par un premier espacement (E1), et en ce qu'au moins deux organes menants (11, 16; 14, 15) sont séparés l'un de l'autre, le long de l'arbre de commande (1), par un deuxième espacement (E2; F2) différent du premier espacement (E1), ce dont il résulte qu'une translation de l'arbre de commande (1) sur une course inférieure au premier espacement (El) permet de passer d'une première configuration du dispositif, dans laquelle un premier organe menant (11) est mis en regard d'un premier organe mené (210), une seconde configuration du dispositif, dans laquelle un second organe menant (13), différent du premier (11), est mis en regard d'un second organe mené (230), différent du premier (210). 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une première position axiale de l'arbre de commande (1), un premier couple (11, 12) d'organes menants se trouve en regard d'un premier couple (210, 230) d'organes menés, et en ce que, dans une deuxième position axiale de l'arbre de commande différente de la première, un second couple (13, 14) d'organes menants, différent du premier (11, 12), se trouve en regard d'un second couple (230, 220) d'organes menés, différent du premier (210, 230). 3. Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractéri en ce que les organes menants (11 à 16) comprennent des organes (il, 13, 15) d'un premier type et des organes (12, 14, 16) d'un second type, en ce que chaque organe menant (11, 13, 15) du premier type mis en regard d'un organe mené (210, 220, 230) n'entraîne cet organe mené que pour une rotation de l'arbre de commande dans le premier sens (S1), en ce que chaque organe menant (12, 14, 16) du second type mis en regard d'un organe mené (230, 220, 210) n'entraîne cet organe mené que pour une rotation de l'arbre de commande dans le second sens (S2), et en ce que chaque couple (il, 12; 13, 14; 15, 16) d'organes menants mis en regard d'un couple (210, 230; 230, 220; 220, 210) d'organes menés comprend un organe menant (11, 13, 15) du premier type, et un organe menant (12, 14, 16) du second type. 4. Dispositif de commande suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois axes de fourchettes (21, 22, 23) dont deux axes de fourchettes extrêmes (21, 23) et au moins un axe de fourchette intermédiaire (22), et en ce que les organes menants (11 à 16) comprennent un couple (11, 12) d'organes menants susceptible d'être mis en regard des organes menés (210, 230) portés par les axes de fourchettes extremes (21, 23) . 5. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe menant (11 à 16) comprend un pignon limité un secteur angulaire. 6. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe mené (210, 220, 230) comprend une crémaillère. 7. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend trois axes de fourchettes (21, 22, 23) dont deux axes de fourchettes extrêmes (21, 23) et axe de fourchette intermédiaire (22), en ce que le même premier espacement (El) sépare l'axe de fourchette intermédiaire (22) de chacun des axes de fourchettes extrêmes (21, 23), et en ce que le second espacement (F2) séparant au moins deux organes menants (14, 15) est égal au tiers du premier espacement (E1). 8. Dispositif de commande suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le second espacement (F2) séparant au moins deux autres organes menants (11, 16) est égal aux deux tiers du premier espacement (E1). 9. Boîte de vitesses incluant un dispositif de commande suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins cinq rapports de marche avant (AV1 à AV5) et en ce que les axes de fourchettes extrêmes (21, 23) commandent les premier et second rapports (AV1, AV2).