Brevet FR2827020A1 — publié le 20030110

La présente invention concerne une installation d'actionnement pour la commande automatique d'une boîte de vitesses à axe de commutation, cet axe étant équipé d'actionneurs linéaires pour induire un mouvement de tranela- S tion et un mouvement de rotation. On connaît déjà une installation d'actionnement pour commander automatiquement une boîte de vitesses, par exemple selon le document DE43 11 855-A1. Pour la commande automatique de la boîte de vitesses, on alimente en pression des actionneurs. En particulier, les actionneurs sont des vé- rins hydrauliques dont les tiges de piston effectuent un mou- vement linéaire lorsque les cylindres sont mis en pression; les tiges de piston constituent les pièces de sortie de ces actionneurs. Au moins le vérin qui commande le mouvement de rotation de l'axe de commutation est relié à cet axe de com- mutation par une liaison à rotule comme celle représentée à la figure 25. Cette liaison à rotule comporte un élément d'entrée, articulé, avec une cavité recevant une tête de ro tule d'une pièce de sortie d' articulation; on obtient ainsi un débattement en translation de la pièce d'entrée avec un mouvement de rotation de l'axe de commutation. L'inconvénient de cette disposition est que de telles liaisons articulées présentent du jeu à cause des to lérances de fabrication et de la fatigue de la matière. Ce jeu se traduit par un chemin qui, lorsqu'on modifie l' installation d'actionnement, doit être parcouru avant que le mouvement commencé résulte d'un mouvement de l' axe de com mutation. La présente invention a pour but de développer un act ionneur de boîte de vite s se s permettant de pos it ionner exactement l' axe de commutation et donnant pour chaque mouve ment introduit, un mouvement prédéterminé pour l' axe de com mutation. A cet effet, l' invention concerne une installa tion du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que l'entraînement linéaire est prévu dans le prolongement axial de l'axe de commutation pour induire un mouvement de transla tion, et une pièce de sortie de l'actionneur linéaire coopère avec l'axe de commutation par une pièce de sortie relise au moins solidairement dans la direction aziale avec une instal- lation de couplage. Ainsi, il est avantageux d'associer l'entraînement linéaire pour induire un mouvement de transla- tion de l'axe de commutation dans le prolongement axial de l'axe de commutation, et la pièce de sortie associée à cet entraînement linéaire étant reliée au moins axialement de ma- nière fixe à l'axe de commutation par l'intermédiaire d'une installation de couplage. Il est avantageux de prévoir comme installation de couplage une liaison par encliquetage éta- blissant la liaison souhaitée simplement par l'accrochage de la liaison par encliquetage. La liaison par encliquetage est réalisée de préférence pour que les pièces reliées puissent tourner l'une par rapport à l'autre. Comme autre réalisation avantageuse d'une instal- lation de couplage, on a une broche de liaison sur l'une des pièces à relier et qui s'introduit dans une cavité prévue dans l'autre pièce à relier pour réaliser la liaison axiale. La broche de liaison présente de préférence une orientation ou encore la cavité présente une orientation telle que la broche de liaison ne puisse s'introduire dans la cavité que pour une orientation prédéterminée selon le pre- mier cas ci-dessus. La broche de liaison est de préférence introduite dans la direction radiale dans la cavité. En changeant l' orientation de la broche de liaison, on évite que celle-ci ne sorte de la cavité. Le mouvement de rotation résultant de la commande de l'autre entraînement en commutation normale ne suffit pas pour arriver à une orientation prédéterminse pour laquelle la broche de liaison ne peut sortir de la cavité. Dans certaines applications, il peut être avantageux de réa liser la liaison en introduisant la broche de liaison selon la direction axiale. Dans une telle réalisation, les pièces à coupler ont une orientation telle qu'en tournant de manière appropriée, on réalise une liaison qui ne s'ouvre pas en mode d'actionnement normal. Dans certaines applications, il peut être avanta- geux de prévoir en extrémité de l'axe de commutation, un élé ment d'entraînement solidaire axialement de l'axe de commutation mais non solidairement en rotation pour découpler en rotation. Le point de liaison de l'élément d'entraînement est excentré par rapport à l'axe de commutation. Le point de liaison entre la pièce de sortie de l'actionneur linéaire et l'élément d'entraînement est excentré dans le cas de cet élé- ment d'entraînement. La disposition excentrée des points de liaison sur l' élément d' entraînement évite de transmettre le mouvement de rotation de l'axe de commutation par l'élément d'entraînement. Si en particulier, l'élément d'entraînement est un élément à piston et cylindre, la pièce de sortie étant relice solidairement au piston, les mouvements de rotation du piston peuvent entraîner des défauts d'étanchéité. S' il est prévu une forte étanchéité pour réaliser l'étanchéité du pis- ton, celle-ci constitue une réaistance et pour induire le mouvement de rotation de l'axe de commutation, il faut pré- voir un actionneur plus puissant, c'est-à-dire fournir plus de puissance, ce que l'on évite par le découplage en rota- tion. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, À l' installation de couplage comporte une broche de liaison avec un corps et une tête, la broche de liaison ayant une cavité pour recevoir la broche de liaison, À la cavité s'étend sur un segnent de la périphérie de la pièce munie de cette cavité et la broche de liaison s'introduit dans la cavité en passant dans la direction ra- diale, À la broche de liaison et la cavité se montent de façon orientée l'une par rapport à l'autre et en cas de modifica- tion de l' orientation relative de la broche de liaison de la cavité, on a une liaison par la force avec cette der- nière, À l' installation de couplage comprend un élément d' entraînement relié à l' axe de commutation au moins soli dairement axialement par un point de liaison excentrA par rapport l'axe de commutation, * la pice de sortie est relide l'axe de commutation par un point de 11aison prAvu de maniAre excentre par rapport l'axe de commutation, À la pice de sortie est relie solidairement l'6lAment d'entrainement, le point de liaison de l'axe de commutation avec l'AlAment d'entrainement crant un dAcouplage en rota- tion, La prAsente invention sera dAcrite ci-aprAs l' aide de quelques exemples de ralisation reprAsents sch6 matiquement dans les dessins annexs, dans lesquels: la figure 1 est un schAma d'un dispositif de comande auto matique d'une boite de vitesses, la figure 2 montre la construction d'un actionneur de bolte de vitesses, la figure 3 montre la construction d'un actionneur de bolte de vitesses, la figure 4 montre une installation de couplage. La description concerne tout d'abord selon la fi- gure 1, le schAma d'un dispositif 1 de commande automatique d'une boite de vitesses. Le dispositif comprend un rAservoir 3 (bAche) contenant le liquide hydraulique transfArA par une pompe 7 entrainde par un moteur 5 travers un clapet antire- tour 9 vers un accumulateur de pression 15. Entre la pompe 7 et l'accumulateur de pression 15, il y a un capteur de pres- sion 13 et une soupape de limitation de pression 11 s'ouvrant sous une pression prAdtermine; le liquide hydraulique re- vient alors dans le rAservoir 3. L'accumulateur de pression 15 est reliA un vArin simple effet 23 quipA d'un ressort de rappel 25 et un vrin double effet 29 par l'intermAdiaire de distributeurs 16 pour leur fournir la pression. Les distributeurs 16 sont co_ ands par une instal- lation de comande non reprAsente. Dans l'exemple de ralisation reprAsent4, le vA- rin simple effet 23 est reliA l'accumulateur de pression par un distributeur tiroir 17, proportionnel, consti- tuant le distributeur 16 et le vArin 29 double effet est relié par deux distributeurs de réqulation de pression, pro portionnels 19 comme distributeurs 16. On peut également pré voir d'autres dispositions comme celles connues par exemple selon le document DE 43 09 901 A1. Une pièce de sortie du vérin à simple effet 23 coopère avec l' axe de commutation 20 par une liaison articu lée 47 comme cela est représenté aux figures 2 et 3. Un cap teur 33 est associé à ce vérin 23 qui détecte la position d'actionnement instantance. Ce vérin 23 constitue l'actionneur linéaire 41 pour actionner l' axe de commutation du dispositif de sélection de voie (flèche 26) et sera ap pelé ci-après vérin sélecteur 27. Dans l'exemple de réalisa tion, on effectue une sélection de voie par un mouvement de rotation de l'axe de commutation 20 (flèche 26) et une man_u vre dans le sens de la sélection de voie 28 par un mouvement de translation de l'axe de commutation 20 (flèche 28) (figure 3). Le vérin à double effet 29 qui commande l'axe de commutation 20 dans le sens de la sélection de voie 28 est un actionneur linéaire 39 comprenant une pièce de sortie 43 à entraînement linéaire reliée pour coopérer avec l' axe de com- mutation 20; la position d'actionnement du vérin 29 est dé- tectée par le capteur 35 qui lui est associé. A l'extrémité de l'axe de commutation 20, il y a un vérin 29 à double effet dont la partie de sortie 43 est relise à l' axe de commutation 20 de manière solidaire au moins dans la direction axiale par un dispositif de couplage 67. Le vérin sélecteur 27 est alimenté en pression et conduit alors la pièce de sortie 45 et ainsi l'élément d'appui 49 re lié à cette pièce pour effectuer un mouvement de translation. Pour introduire un mouvement de translation cor- respondant au passage d'un rapport de vitesse, on alimente en pression l'actionneur linéaire 39; la partie de sortie 43 effectue un mouvement de translation dans la direction axiale de l'axe de commutation 20, si bien que l'axe de commutation est relié de manière fixe axialement à la pièce de sortie 43 par l' installation de couplage 67. L'actionneur de boîte de vitesses 37 représenté à la figure 3 se distingue de l'actionneur de boîte de vitesses représenté à la figure 2 essentiellement uniquement par la réalisation de la liaison articulée. La figure 4 montre un exemple de réalisation d'une installation de couplage 67. Cette installation de couplage 67 comprend une broche de liaison 65 faisant corps avec la pièce de sortie 43. On peut néanmoins prévoir de relier cette broche de liaison 65 avec la pièce de sortie 43 par exemple à l'aide d'une liaison vis sée, pour réaliser une liaison solidaire. La broche de liai son 65 comprend un corps 95 ayant un profilé à quatre pans et une tête 93. Un élément d'entraînement 69 avec un élément an tagoniste 63 est associé à cette broche de liaison 65. Cet élément d'entraînement 69 comprend une cavité 66 qui s'étend sur un segnent 71 de la périphérie extérieure de l'élément d'entraînement 69. La broche de liaison 65 s'introduit dans la cavité 66 en passant dans la direction radiale; le seg ment de la découpe associée au corps 95 est légèrement supé rieur à la longueur de l'arête 94 du profil à quatre pans 96. Après introduction de la broche de liaison 65 dans la cavité 66, on tourne la broche de liaison 65 par rapport à l'élément d'entraînement 69 de préférence de 45 en utilisant la symé trie. La broche de liaison 65 ne peut sortir à cause des di mensions du segment 71. La découpe 66 est réalisée pour que 2s le corps 95 de la broche de liaison 65 soit excentré par rap port à l'élément d'entraînement 69. L'élément d'entraînement 69 comporte sur le côté opposé à la pièce de sortie 43, un autre point de liaison 75 qui est excentré par rapport à l'élément d'entraînement 69 et par rapport à un premier point de liaison 73 formé par la broche de liaison et l'élément d'entraînement. Pour réaliser une liaison solidaire aziale ment par l'élément d'entraînement 69 et l'axe de commutation, on a un second point de liaison 73. Ce point peut être cons titué par une liaison enclipsée grâce à laquelle l'axe de commutation est couplé solidairement dans la direction axiale à l'élément d'entraînement 69 tout en pouvant tourner. On peut prévoir également d'autres éléments de liaison. L'élément d'entraînement 69 peut également faire corps avec l'axe de commutation 20, un dcouplage en rotation {tant rAa- lis entre la piece de sortie 43 et l'axe de co_ utation 20 par la broche de liaison 65. Dans ce gas, la dAcoupe est con- centrique l' axe de commutation et le mouvement de rotation intuit par l'autre actionneur lindaire 41 est beancoup plus faible qua le mouvement de rotation effectuA apses introduc- tton de la troche de liaison 65 dans la dAcoupe 66. gC 1 Dispositif 3 RAservoir Moteur 3 7 Pompe 9 Clapet antiretour 11 Clapet de limitation de pression 13 Capteur de pression Accumulateur de pression 16 Distributeur tiroir 17 Distributeur course proportionnelle 19 Distributeur soupape de rAgulation de pession propor tionnel xe de commutation 23 V6rin simple effet Ressort de rappel 26 S6lecteur de chemin 27 VArin de sAlection 28 Direction de sAlection de vitesse 29 VArin double effet 33 Capteu Capteur 37 Actionneur de bolte de vitesses 39 Actionneur linaire 41 Actionneur linaire 43 Pice de sortie Pice de sortie 61 Partie mise en forme 63 ElAment antagoniste 65 Boche de liaison 66 Cavit 67 Installation de couplage 69 ElAment d'entrainement 71 Segnent 73 Point de liaison Point de liaison 91 Segment d'extrmit de l'axe de commutation 93 TAte 94 Longueur d'arête Corps 96 Profil à quatre pans R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Installation d'actionnement pour la commande automatique d'une boîte de vitesses à axe de commutation, cet axe étant équipé d'actionneurs linéaires pour induire un mouvement de s translation et un mouvement de rotation, caractérisée en ce que l'entraînement linéaire (39) est prévu dans le prolongement axial de l'axe de commutation (20) pour induire un mouvement de translation, et une pièce de sortie (45) de l'actionneur linéaire (39) coopère avec l' axe de commutation (20) par une pièce de sortie reliée au moins solidairement dans la direc tion axiale avec une installation de couplage (67). 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisoe en ce que l' installation de couplage (67) est une liaison par enclique tage. 3 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce de sortie (43) comporte à une extrémité une pièce de forme (61) à laquelle est associé un élément antagoniste (63) prévu à l'extrémité de l'axe de commutation (20), ces deux parties (61, 63) pénétrant l'une dans l'autre pour réaliser une liaison solidaire axialement. 4 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l' installation de couplage (67) comporte une broche de liai son (65) avec un corps (95) et une tête (93), la broche de liaison (65) ayant une cavité (66) pour recevoir la broche de liaison (65). ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité (66) s'étend sur un segment (71) de la périphérie de la pièce munie de cette cavité et la broche de liaison 1I (65) s'introduit dans la cavity (66) en pageant tans la di- rection radiate. 6 ) Installation salon la revindication 1, 3 caractArise en ce que la brioche de liaison (65) et la cavity (66) se montent de fa- gon orientate l'une par rapport l'autre et en cas de modifi- cation de l' orientation relative de la brioche de liaison (65) de la cavity, on a une liaison par la force avec cette der- Age. 7 ) Installation salon la revendication 1, caract4cise en ce qua 1' installation de couplage (67) comprend an aliment d'entralnement (69) relit l'axe de commutation {20) au mains solidairement axialement par an point de liaison (73) excentrA par rapport l'axe de commutation. 8 ) Installation salon la revindication 7, caractArise en ce que la piece de sortie (43) eat reline l'axe de commutation par un point de liaison (75) prove de mani6re excentre par rap port l'axe de commutation (20). 9 ) Installation salon la revindication 7, caractArise en ce que la piece de sortie (43) eat reline solidairement l'6lment d'entralnement (69), le point de liaison (73) de l'axe de co mutation (20) avec l'4lAment d'entrainement (69) crdant an