Brevet FR2822214A1 — publié le 20020920

L'invention concerne un actionneur pour boîte de vitesses robotisée, en particulier de véhicule automobile. Un actionneur connu de ce type comprend un moteur électrique dont l'arbre de sortie est relié par un système du type vis-écrou à un coulisseau guidé en translation, qui est lui-même relié par des moyens de transmission à une tringlerie de sélection et de passage de vitesse. En général, les moyens de transmission comprennent un levier qui permet de transformer le mouvement de translation du coulisseau précité soit en un mouvement de translation, soit en un mouvement de rotation d'une tringle, avec une amplification de l'effort appliqué au coulisseau précité. Le coefficient d'amplification de l'effort dépend de la longueur du levier, ce qui peut poser problème lorsque ces moyens de transmission doivent avoir un encombrement aussi faible que possible, ce qui est le cas des boîtes de vitesses associées à des moteurs à combustion interne montés dans des compartiments moteurs de véhicules automobiles. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple et efficace à ce problème, grâce à des moyens de transmission qui sont particulièrement compacts et performants. Elle propose, à cet effet, un actionneur pour boîte de vitesses robotisée, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un moyen moteur électrique (14,58) et un moyen de transmission assurant l'entraînement en translation ou en rotation d'une tringlerie (10) réalisant la sélection ou le passage d'un rapport de vitesse, caractérisé en ce que le moyen de transmission comprend deux éléments (38,42, 64,70) en prise l'un avec l'autre et reliés respectivement au moyen moteur (14,58) ou à la tringlerie (10), ces deux éléments étant en partie superposés ou emboîtés l'un dans l'autre pour réduire leur encombrement global tout en amplifiant l'effort transmis du coulisseau à la tringlerie avec un coefficient d'amplification prédéterminé. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces éléments des moyens de transmission comprennent un premier levier (64) dont une extrémité est entraînée par le moyen moteur, et dont l'autre extrémité pivote autour d'un axe fixe (40,66) et dont une partie intermédiaire (48) est en prise avec une extrémité (46,74) d'un second levier (42,70) qui pivote autour d'un autre axe fixe (44,72) parallèle à l'axe de pivotement du premier levier et qui est relié à la tringlerie (10) de sélection ou de passage de vitesse. Grâce à ce montage particulier des éléments des moyens de transmission, notamment des leviers dans le mode de réalisation préféré, on peut amplifier suffisamment l'effort appliqué à la tringlerie tout en respectant un encombrement global faible des moyens de transmission. En particulier, le gain d'encombrement global de ces moyens, par rapport à une transmission ne comprenant qu'un levier simple, peut varier entre 30 et 50 % environ. En variante, les éléments des moyens de transmission comprennent des roues dentées ou analogues. Ce montage permet de réaliser des débattements avec de grands angles tout en conservant un rapport de démultiplication constant. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité précitée du second levier forme une fourche ou un U engagé sur une partie intermédiaire arrondie du premier levier. On réalise ainsi de façon simple l'engagement en prise des deux leviers. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'autre extrémité du second levier comporte une tête sphérique engagée dans une partie en U d'une tringle de sélection et de passage de vitesse. Cette disposition permet également de réaliser de façon simple la liaison entre le second levier des moyens de transmission et la tringlerie de sélection et de passage de vitesse. Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le second levier est coudé dans un plan passant par son axe de pivotement. Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, l'axe de pivotement du second levier constitue l'arbre formant la tringlerie. De cette manière la transmission se fait directement avec peu de pièces et en réduisant les pertes par frottement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen moteur est un moteur électrique ou un verin actionné par un fluide. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'actionneur comprend d'autres moyens motorisés de déplacement d'un autre coulisseau, et des moyens de transmission reliant cet autre coulisseau à la tringlerie qui réalise alors les deux mouvements de sélection et de passage de vitesse, les moyens de transmission étant du même type que précité. Avantageusement, les seconds leviers de ces moyens de transmission sont reliés à une même tringle de sélection et de passage de vitesse, pour respectivement entraîner cette tringle en translation le long de son axe et en rotation autour de son axe. De façon générale, l'invention permet de réaliser un actionneur compact et performant pour la sélection et le passage des vitesses d'une boîte de vitesse robotisée, en particulier pour véhicule automobile. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, d'une partie de cet actionneur ; la figure 3 est une vue schématique en perspective des moyens de transmission d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma expliquant le principe de fonctionnement des moyens de transmission selon l'invention. En figure 1, la référence 10 désigne une tringle de sélection et de passage de vitesse dans une boîte de vitesses robotisée pour véhicule automobile, et la référence 12 désigne généralement un actionneur permettant de déplacer la tringle 10 en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe pour la sélection et le passage des vitesses. L'actionneur 12 comprend un premier moteur électrique 14 dont l'arbre de sortie 16 est relié à une tige filetée 18 coaxiale à l'arbre 16, entraînant en translation un coulisseau 20 qui est guidé en translation sur un support fixe 22 tel par exemple que le carter de la boîte de vitesses et qui est vissé sur la tige filetée 18. Ce coulisseau 20 est relié à un autre coulisseau 24 guidé en translation sur le support fixe 22, parallèlement à la direction de déplacement du premier coulisseau 20, les deux coulisseaux étant reliés par une liaison élastique, de préférence à ressort unique, dont un exemple de réalisation est représenté schématiquement en figure 2. Cette liaison comprend un ressort hélicoïdal de compression 26 orienté parallèlement à la direction de déplacement des coulisseaux 20 et 24 et dont chaque extrémité étant en appui sur une partie 28 du coulisseau 20 et sur une partie 30 du coulisseau 24. La partie 28 du coulisseau 20 s'étend symétriquement de part et d'autre d'un plan vertical 32 passant par l'axe du ressort 26 et de même, la partie 30 du coulisseau 24 s'étend symétriquement par rapport à ce plan, de sorte que les efforts exercés par les coulisseaux 20 et 24 sur les extrémités du ressort 26 ont des résultantes axiales par rapport au ressort. Dans l'exemple représenté, la partie 28 à chaque extrémité du coulisseau 20 est en forme de V et la partie 30 à chaque extrémité du coulisseau 24 est en forme de patte verticale passant par l'axe du ressort 26. Le second coulisseau 24 est articulé en 34 sur un doigt cylindrique 36 d'un levier 38 qui est monté à pivotement autour d'un axe fixe 40 sur le support 22 (figure 3). Le doigt cylindrique 36 et l'axe 40 sont parallèles et perpendiculaires à l'axe de déplacement des coulisseaux 20 et 24 et de la tringle 10. Un autre levier 42 est monté pivotant autour d'un axe fixe 44 sur le support 22, cet axe fixe 44 étant parallèle à l'axe 40 du premier levier 38, et est relié par une extrémité 46 à une partie intermédiaire 48 du premier levier 38. L'extrémité 46 du second levier 42 forme un U qui enserre la partie intermédiaire 48 du premier levier, cette partie intermédiaire étant de forme arrondie convexe ou semi-cylindrique. L'autre extrémité du second levier 42 comporte un fût cylindrique 50 qui s'étend dans le prolongement de l'axe de pivotement 44 et qui est solidaire d'un bras 52 dont l'extrémité libre est formée par une tête sphérique 54 engagée dans une partie en U 56 solidaire de la tringle 10. Le bras 52 est coudé dans un plan passant par l'axe de pivotement 44 du second levier 42, dans l'exemple de réalisation représenté. On comprend que, quand le coulisseau 20 est déplacé en translation le long de l'axe de la tige filetée 18 par le moteur électrique 14, il entraîne le coulisseau 22 qui fait tourner le premier levier 38 autour de l'axe 40, ce qui entraîne une rotation correspondante du second levier 42 autour de l'axe 44 et un déplacement en translation de la tringle 10 le long de son axe, pour par exemple le passage d'une vitesse. L'actionneur 12 comprend pour par exemple la sélection des vitesses un second moteur électrique 58, parallèle et adjacent au premier moteur 14 et dont l'arbre de sortie est relié à une tige filetée 60 coaxiale qui entraîne en translation un coulisseau 62 vissé sur la tige 60, ce coulisseau 62 étant déplaçable en translation parallèlement aux coulisseaux 20 et 24 et étant relié à la tringle 10 par des moyens de transmission semblables à ceux qui viennent d'être décrits. Ces moyens de transmission comprennent un premier levier 64 dont une extrémité pivote autour d'un axe fixe 66 porté par le support 22 et dont l'autre extrémité est articulée au moyen d'un doigt cylindrique 68 sur le coulisseau 62. Un second levier 70 est monté pivotant autour d'un axe fixe 72 porté par le support 22 et comprend une extrémité 74 en U qui enserre une partie intermédiaire de forme convexe arrondie ou semi-cylindrique du premier levier 64. Les axes 66 et 72 sont parallèles aux axes 40 et 44 précités. L'autre extrémité du second levier 70 comporte un fût cylindrique 76 qui s'étend dans le prolongement de l'axe 72 et dont est solidaire un bras 78 se terminant par une tête sphérique 80 engagée dans une pièce en U 82 solidaire de la tige 10. Quand le moteur électrique 58 entraîne la tige filetée 60 en rotation, la translation du coulisseau 62 est transformée en une rotation du premier levier 64 autour de l'axe 66. Cette rotation entraîne une rotation correspondante du second levier 70 autour de l'axe 72, qui se traduit par une rotation de la tringle 10 autour de son axe. Comme on le voit bien sur les dessins, les pièces en U 56 et 82 solidaires de la tige 10, qui reçoivent les têtes sphériques 54 et 80 des bras 52 et 78 respectivement des seconds leviers des moyens de transmission, peuvent être formées par une seule et même pièce qui comporte deux rainures perpendiculaires entre elles, l'une étant parallèle à l'axe de la tige 10 et recevant la tête sphérique 80 des moyens de transmission associés au second moteur 58, l'autre étant perpendiculaire à l'axe de la tringle 10 et recevant la tête sphérique 54 des moyens de transmission associés au premier moteur 14. Les moyens de transmission selon l'invention ont l'avantage d'être moins encombrants qu'un levier unique, pour un même coefficient d'amplification de force, comme expliqué ci-dessous en référence à la figure 4. Dans cette figure, on retrouve le premier levier 38 précité, le second levier 42 associé à ce premier levier et leurs axes de pivotement 40 et 44. Pour simplifier, on suppose que la partie intermédiaire 48 du premier levier se trouve au milieu de ce levier, entre son axe d'articulation 36 et son axe de pivotement 40, que cet axe de pivotement 40 se trouve au milieu entre l'axe de pivotement 44 du second levier 42 et son extrémité 46 en U, et que l'axe de pivotement 44 du second levier 42 est à égale distance de l'axe de pivotement 40 du premier levier et la tête sphérique 54 du second levier, toutes ces distances étant égales entre elles. Dans ces conditions, si l'on applique une force F à l'extrémité du premier levier opposée à son axe de pivotement 40, pour déplacer cette extrémité sur une distance D, la partie intermédiaire 48 du premier levier 38 sera déplacée sur une distance D/2 et exercera sur l'extrémité 46 du second levier 42 une force égale à 2F. Le second levier 42 pivotant autour de l'axe 44, la force appliquée à l'extrémité sphérique 54 du second levier 52 est égale à 4F et cette extrémité sphérique est déplacée sur une distance D/4. Ainsi, bien que la longueur du bras de levier entre le point d'application de la force F et l'axe de pivotement 44 soit trois fois supérieure à la longueur du bras de levier entre l'axe 44 et l'extrémité 54 du second levier, le coefficient d'amplification de la force est égal à 4. Dans la représentation schématique de la figure 4, l'extrémité sphérique 54 du second levier se trouve dans le prolongement du premier levier 38 et de la première partie du second levier 42. Bien entendu, les résultats sont les mêmes si l'extrémité sphérique 54 du second levier se trouve dans une position angulaire quelconque autour de l'axe 44 par rapport à la première partie du second levier, et s'étend par exemple dans la direction indiquée en 84 en figure 4, ce qui correspond approximativement à la réalisation des figures 1 et 3. REVENDICATIONS 1-Actionneur pour boîte de vitesses robotisée, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un moyen moteur électrique (14,58) et un moyen de transmission assurant l'entraînement en translation ou en rotation d'une tringlerie (10) réalisant la sélection ou le passage d'un rapport de vitesse, caractérisé en ce que le moyen de transmission comprend deux éléments (38,42, 64,70) en prise l'un avec l'autre et reliés respectivement au moyen moteur (14,58) ou à la tringlerie (10), ces deux éléments étant en partie superposés ou emboîtés l'un dans l'autre pour réduire leur encombrement global tout en amplifiant l'effort transmis du coulisseau à la tringlerie avec un coefficient d'amplification prédéterminé. 2-Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments précités comprennent un premier levier (64) dont une extrémité est entraînée par le moyen moteur, et dont l'autre extrémité pivote autour d'un axe fixe (40,66) et dont une partie intermédiaire (48) est en prise avec une extrémité (46,74) d'un second levier (42, 70) qui pivote autour d'un autre axe fixe (44,72) parallèle à l'axe de pivotement du premier levier et qui est relié à la tringlerie (10) de sélection ou de passage de vitesse. 3-Actionneur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les axes de pivotement des leviers (38,42, 64,70) sont portés par un support fixe (22), par exemple par le carter de la boîte de vitesses. 4-Actionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison entre les deux leviers est réalisée par une forme de fourche ou de U sur un des leviers, engagée sur une partie intermédiaire arrondie (48) de l'autre levier (38, 64). 5-Actionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison entre les deux leviers est réalisée par un secteur denté lié à un des leviers, comportant une denture externe concentrique avec l'axe de pivotement de ce levier, cette première denture étant en prise avec celle d'un deuxième secteur denté lié à l'autre levier, comportant une denture interne concentrique avec l'axe de pivotement de cet autre levier. 6-Actionneur selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'autre extrémité (52,78) du second levier (42,70) comprend une tête sphérique engagée dans une partie en U (56,82) d'une tringle (10) de sélection et de passage de vitesse. 7-Actionneur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du second levier (42,70) est coudée dans un plan passant par son axe de pivotement. 8-Actionneur selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le second levier (42,70) est solidaire de son axe et que cet axe constitue la tringlerie (10). 9-Actionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen moteur est un moteur électrique et que l'arbre de sortie du moteur électrique (14) est relié par un système vis- écrou (18,20) à un coulisseau (24) déplaçable en translation. 10-Actionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen moteur est un verin actionné par un fluide. 11-Actionneur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la liaison bidirectionnelle élastique comprend un ressort hélicoïdal (26) de compression dont chaque extrémité est en appui axial sur des parties d'extrémité des moyens (20) formant écrou et du coulisseau (24). 12-Actionneur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens moteur (58) de déplacement d'un coulisseau (62) en translation, et des moyens de transmission reliant ce coulisseau (62) à la tringlerie (10) de sélection et de passage de vitesse, ces moyens de transmission étant du même type que les moyens de transmission associés au coulisseau du premier moyens moteur (14). 13-Actionneur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les axes de pivotement des leviers des deux moyens de transmission précités sont parallèles entre eux. 14-Actionneur selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les seconds leviers des deux moyens de transmission sont reliés à une même tringle (10) de sélection et de passage de vitesse, pour respectivement entraîner cette tringle en translation le long de son axe et en rotation autour de son axe.