Brevet FR2827355A1 — publié le 20030117

DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES La présente invention concerne un dispositif de commande interne de boite de vitesses comprenant un piston hydraulique linéaire, adapté pour effectuer le passage de vitesses. Il est connu de manière usuelle que dans une boite de vitesses dite mécanique , la commande interne est uniquement faite par le biais de pièces mécaniques. Ainsi, de manière usuelle, le levier de vitesses est relié à un système de tringlerie qui déplace en translation des fourchettes liées en translation avec des manchons baladeurs de synchronisation. Le déplacement de ces manchons baladeurs permet le passage des rapports de marche avant ou arrière désiré par le conducteur. De récents développements ont conduit à automatiser la commande de boite de vitesses mécanique afin d'une part de diminuer la consommation en carburant et d'autre part de rendre plus agréable le passage des vitesses pour le conducteur. Deux types de solutions ont alors été retenus : l'un consiste à piloter la commande interne existante sans changer sa configuration, l'autre consiste à remplacer complètement la structure de la commande interne par des actionneurs de type électrique, pneumatique ou hydraulique. Le premier type appelé ADDON est généralement mis en oeuvre lorsqu'il est nécessaire d'effectuer l'automatisation sur une boite de vitesses produite en grande série à moindre coût et sans qu'il y ait une remise en cause trop importante du procédé de fabrication. L'inconvénient majeur de ce type réside dans le fait que les boites de vitesses mécanique ainsi modifiées deviennent très encombrantes car les éléments de pilotage choisis sont volumineux et ils sont implantés à l'extérieur des carters de boite. L'autre type appelé ADDIN nécessite de concevoir des actionneurs de structure spécifique conçus pour pouvoir être implantés aisément dans les carters de boite de vitesses mécanique. Le but de l'invention est alors de proposer un dispositif de commande interne de boite de vitesses de type ADDIN qui soit simple à implanter dans une boite de vitesse et qui rende celle-ci plus compacte. Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif de commande interne de boite de vitesses comprenant un piston hydraulique linéaire, adapté pour effectuer le passage de vitesses, ledit piston comportant : au moins une rainure linéaire dans laquelle est monté coulissant un doigt de passage adapté pour être lié avec l'extrémité d'une fourchette de commande d'un manchon baladeur de synchroniseur ; - un pion monté coulissant transversalement au piston et adapté pour maintenir bloqué le doigt de passage dans la rainure ; - un actionneur monté sur le piston et adapté pour faire coulisser le pion. Un tel dispositif permet de rendre compacte une boite de vitesses qui en est équipée. En effet, en proposant un actionneur et un pion directement intégrés au piston de passage de vitesses, l'invention permet de s'affranchir de l'utilisation d'un autre moyen de sélection de vitesses existant qui monté dans une boite de vitesses augmente considérablement la taille de celle-ci. De préférence et selon une première variante de l'invention, l'actionneur est un électroaimant. Selon une deuxième variante, l'actionneur est un vérin hydraulique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif qui vient d'être décrit comprend trois rainures linéaires dans chacune desquelles est monté un doigt de passage adapté pour être lié respectivement avec l'extrémité de la fourchette de commande du manchon baladeur de synchroniseur du 1 er et 2ème, 3ème et 4ème et du ème rapport de marche avant et de celui de marche arrière. L'invention concerne également une boite de vitesses, destinée à être implantée dans un véhicule automobile, comprenant un dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le piston hydaulique est relié à une source hydraulique et l'actionneur est relié à une source dont les alimentations sont déclenchées soit automatiquement par un calculateur électronique soit en réponse à une commande impulsionnelle de changement de rapport par le conducteur du véhicule. L'invention concerne également une boite de vitesses, destinée à être implantée dans un véhicule automobile, comprenant un dispositif de commande tel que décrit précédemment dans laquelle le corps du vérin est relié à une source hydraulique dont l'alimentation est déclenchée soit automatiquement par un calculateur électronique soit en réponse à une commande impulsionnelle de changement de rapport par le conducteur du véhicule. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée d'un dispositif selon l'invention faite en référence aux figures 1 à 3 qui représentent respectivement une vue en coupe transversale, une vue en perspective et une vue de côté du dispositif de l'invention. Sur ces figures, est représenté de manière schématique un dispositif selon l'invention 1 implanté dans une boite de vitesses, non représentée, à commande impulsionnelle de changement de rapport par le conducteur du véhicule. Cette boite de vitesses comporte, de manière connue en soi, des arbres parallèles, en particulier au moins un arbre primaire et un arbre secondaire, ces arbres portant au moins quatre pignons fous associés à quatre rapports consécutifs de marche avant, chaque pignon fou d'un arbre engrènant en permanence avec un pignon fixe de l'autre arbre et étant susceptible d'être craboté sur son arbre par un dispositif de crabotage axial approprié. Ce dispositif de crabotage approprié comporte en général pour un couple de rapport associé un baladeur mobile axialement entre deux positions extrêmes et opposées qui correspondent chacune au crabotage de l'un des deux pignons fous du rapport considéré. Le baladeur associé à chaque paire de pignons fous est actionné par l'extrémité d'une fourchette sous la forme d'une crosse non représentée. Le dispositif de commande interne de l'invention 1 comporte un piston hydraulique 2 dont la tige 21 est disposée dans le carter de la boite de vitesses parallèlement aux arbres. Le corps du piston 22 présente sur sa partie périphérique extérieure trois rainures longitudinales 23a, 23b, 23c de section trapézoïdale parallèles entre elles et réparties sur une portion angulaire de 1200 du corps du piston 22. Une clavette 24a, 24b, 24c également de section trapézoïdale est monté coulissante dans chaque rainure 23a, 23b, 23c. La base de cette clavette 241 comporte un évidement 242 de section rectangulaire dans laquelle un pion 25a, 25b, 25c est susceptible de s'insérer. Ce pion 25a, 25b, 25c est monté coulissant dans un trou débouchant 26 pratiqué transversalement au corps du piston 22. Le déplacement de chaque pion 25a,25b,25c dans le trou correspondant 26 est assuré par la mise en déclenchement de la partie aimant (A) d'un électro-aimant 3a, 3b, 3c vissé directement dans le corps du piston 22 comme représenté à la figure 1. Cet électro-aimant 3a, 3b, 3c est connu en soi et est actuellement utilisé dans les pompes d'injection de carburant de manière à bloquer l'arrivée de celui-ci dans la pompe. Sur la figure 3 on a représenté respectivement la fourchette de commande 4 du manchon baladeur de synchroniseur du 1"t 2ème, celle 5 du 3ème et 4ème et celle 6 du sème rapport de marche avant et de celui de marche arrière, telle qu'elles sont directement montées sur les doigts de passage 24a, 24b, 24c. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit va maintenant être expliqué. Lorsque le conducteur du véhicule désire changer de rapport et passer par exemple du 1er rapport au 2ème rapport, il appuie sur le bouton de commande impulsionnnel correspondant à cette montée de rapport, par exemple désigné par un signe +, ce qui déclenche dans un premier temps la mise sous tension de l'électro-aimant 3a. L'électro-aimant repousse alors le pion 25a correspondant dans l'évidement 241 de la clavette 24a et bloque ainsi celle-ci en translation dans la rainure 23a dans laquelle elle est montée. Une fois la clavette 24a bloquée dans la rainure 23a, le piston hydraulique 2 est actionné et la tige du piston 21 repousse le corps 22, ce qui entraîne le déplacement de la fourchette dans le sens de la flèche f. La course de cette tige est bien évidemment définie en fonction du déplacement nécessaire au manchon pour que le pignon de 2ème rapport de marche avant soit lié à rotation avec l'arbre sur lequel il est monté. Lors du déplacement du piston et de la fourchette 4 qui est liée en translation selon la flèche f, les autres fourchettes restent immobiles car les clavettes 24b, 24c sur lesquelles elles sont montées coulissent dans leurs rainures respectives 23b, 23c. Lorsque le conducteur passe un autre rapport de marche avant ou celui de marche arrière, il déclenche un autre électro-aimant 3b, 3c ce qui a pour effet de bloquer en translation la clavette 24b, 24c dans la rainure 23b, 23c par l'intermédiaire du pion 25b correspondant et donc de déplacer la fourchette de commande du rapport considéré de manière identique à ce qui vient d'être décrit. L'invention permet de proposer un dispositif de commande interne de boite de vitesses qui est simple à implanter dans la boite de vitesses et qui rend celle-ci compacte. En outre, elle permet au conducteur d'effectuer des sauts de passage de vitesse sans aucune difficulté puisque les actionneurs 3a, 3b, 3c peuvent être déclenchés indépendamment les uns des autres. Enfin, le dispositif de l'invention peut- être directement et aisément implanté dans la boite de vitesses lors de sa fabrication ou rapporté sur une boite de vitesses mécanique existante. Il va de soi que de nombreuses modifications de détail peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande interne de boite de vitesse (1) comprenant un piston hydraulique linéaire (2), adapté pour effectuer le passage de vitesses, ledit piston comportant : au moins une rainure linéaire (23a, 23, 23c) dans laquelle est monté coulissant un doigt de passage (24a, 24b, 24c) adapté pour être lié avec l'extrémité d'une fourchette de commande d'un manchon baladeur de synchroniseur ; un pion (25a, 25b, 25c) monté coulissant transversalement au piston et adapté pour maintenir bloqué le doigt de passage dans la rainure ; un actionneur (3a, 3b, 3c) monté sur le piston et adapté pour faire coulisser le pion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur est un électro-aimant. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur est un vérin hydraulique. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend trois rainures linéaires dans chacune desquelles est monté un doigt de passage adapté pour être lié respectivement avec l'extrémité de la fourchette de commande du manchon baladeur de synchroniseur du l""et 2e, 3 et 4ème et du sème rapport de marche avant et de celui de marche arrière. 5. Boite de vitesses, destinée à être implantée dans un véhicule automobile, comprenant un dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le piston hydaulique est relié à une source hydraulique et l'actionneur est également relié à une source dont les alimentations sont déclenchées soit automatiquement par un calculateur électronique soit en réponse à une commande impulsionnelle de changement de rapport par le conducteur du véhicule. 6. Boite de vitesses selon la revendication 5, caractérisée en ce que le piston est disposé parallèlement aux arbres sur lesquels sont montés les pignons de rapport de marche avant et arrière.