Brevet FR2836976A1 — publié le 20030912

Dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses et boîte de vitesses comportant un tel dispositif L'invention se rapporte à un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses, ainsi qu'à une boîte de vitesses comportant un tel dispositif. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande de vitesses comportant un doigt solidaire d'un arbre de commande apte à être déplacé en translation et en rotation, et une pluralité de crosses adjacentes liées en déplacement avec respectivement des éléments mobiles d'engagement de rapports de vitesses. Les crosses sont prévues pour coopérer avec le doigt de façon que les mouvements de translation et de rotation de l'arbre assurent les sélections, les engagements et les désengagements des rapports de vitesses. Dans des dispositifs connus de ce type, tel que celui représenté à la figure 1, la sélection d'une crosse 3, 13 (et donc du rapport de vitesse) peut être réalisée par une rotation R du doigt 2 de sélection. Le passage de la vitesse (engagement de la vitesse par synchronisation et crabotage) est réalisé quant à lui par une translation du doigt 2. Les crosses sont liées en déplacement avec des éléments mobiles d'engagement de rapports de vitesses respectifs tels que des fourchettes 4,14 par exemple. Ainsi, lors d'un changement de vitesses situées sur une même fourchette, un seul mouvement de translation est nécessaire pour désengager la première la vitesse et enclencher la suivante. Lorsque les deux vitesses successives sont situées sur des fourchettes différentes, il faut dans ce cas effectuer une première translation pour désengager la vitesse, puis une rotation pour sélectionner la nouvelle fourchette et enfin une seconde translation pour engager la nouvelle vitesse. Pour améliorer les prestations des véhicules automobiles on cherche à accélérer et optimiser les changements de vitesses. Ainsi, par exemple, il est connu d'utiliser des actionneurs électromagnétiques pour commander les mouvements des organes de certains dispositifs de commande interne de boîtes de vitesses. Un but de l'invention est de proposer un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses amélioré, permettant, -en particulier, un passage de vitesses plus rapide que dans l'art antérieur. A cette fin, le dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le doigt et les crosses ont des formes conjuguées adaptées de façon que d'une part le désengagement d'un premier rapport de vitesse d'une première crosse et, d'autre part, la sélection ultérieure d'un second rapport de vitesse d'une seconde crosse adjacente, sont obtenus par un seul mouvement d'une même nature (translation ou rotation) de l'arbre de commande. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le doigt et les crosses sont disposés relativement de façon que la sélection d'un rapport de vitesses est obtenue par un mouvement de rotation de l'arbre et du doigt et l'engagement/désengagement d'un rapport de vitesse est obtenu par une translation de la crosse correspondante, et en ce que les opérations successives de désengagement d'un premier rapport de vitesse d'une première crosse et de sélection d'un second rapport de vitesse d'une seconde crosse adjacente, peuvent être réalisés par un seul mouvement de rotation de l'arbre, - les crosses comportent chacune deux faces espacées délimitant un espace prévu pour accueillir l'extrémité du doigt et destinées à coopérer en contact avec le doigt, et l'une au moins des faces comprend au moins un pan incliné conformé de façon que la rotation du doigt en butée contre le pan incliné provoque une force résultante sur la crosse assurant une translation de cette dernière, - les deux faces de la crosse délimitant un espace pour l'extrémité du doigt sont espacées d'une distance déterminée permettant, après l'engagement d'une vitesse par le doigt, le retour du doigt dans une position neutre sans désengagement de la vitesse, - lorsque le doigt est dans une position neutre et une vitesse est engagée, la rotation de l'arbre est apte à provoquer la butée du doigt contre un pan incliné de la crosse pour assurer la translation de la crosse dans le sens du désengagement de la vitesse et la disposition de la crosse dans une position neutre de sélection d'un autre rapport de vitesse d'une crosse adjacente, - les faces internes des crosses délimitant un espace pour l'extrémité du doigt comportent chacune une portion de surface sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement de la crosse lors des engagements et désengagements d'une vitesse, et en ce que la portion de surface perpendiculaire est destinée à coopérer en butée avec l'extrémité du doigt lors de l'engagement ou le désengagement d'une vitesse, - la portion de surface perpendiculaire est raccordée à un pan qui est incliné en direction de l'espace prévu pour accueillir l'extrémité du doigt, - les crosses situées entre deux crosses adjacentes comportent, sur chacune de leur face interne, une portion de surface perpendiculaire et deux pans inclinés, les deux pans inclinés étant situés respectivement de part et d'autre de la portion de surface perpendiculaire. L'invention a également pour objet une boîte de vitesses de véhicule automobile comportant un dispositif de commande interne conforme à l'une quelconque des caractéristiques précédentes D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en perspective et simplifiée d'un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses selon l'art antérieur, - la figure 2 représente une vue en perspective de deux crosses d'un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses selon l'invention, - la figure 3 représente une vue en perspective des deux crosses de la figure 2 coopérant avec un doigt de sélection, - la figure 4 représente une vue en perspective de l'une des deux crosses de la figure 2, - les figures 5 à 7 représentent des vues en perspective illustrant la coopération d'un doigt de sélection avec une crosse lors d'une phase engagement d'une vitesse, - les figures 8 et 9 représentent des vues en perspective illustrant la coopération d'un doigt de sélection avec deux crosses adjacentes lors d'une phase de désengagement d'une vitesse et de sélection d'un autre rapport de vitesses situé sur une crosse adjacente. L'invention va à présent être décrite dans un exemple d'application dans lequel la sélection d'un rapport de vitesse est obtenue par une rotation R du doigt de sélection. Bien entendu, l'invention peut également s'appliquer aux dispositifs de commande interne de boîte de vitesses dans lesquels la sélection d'un rapport de vitesses est obtenue par une translation du doigt. Selon l'invention, le doigt 2 et les crosses 3,13 ont des formes conjuguées 4,5, 6 adaptées de façon que d'une part le désengagement d'un premier rapport de vitesse d'une première crosse 13 et, d'autre part, la sélection ultérieure d'un second rapport de vitesse d'une seconde crosse 3 adjacente, sont obtenus par un seul mouvement d'une même nature (translation T ou rotation R) de l'arbre de commande 1. En se référant aux figures 2 et 3, une première crosse 13 comporte, classiquement, deux faces espacées délimitant un espace prévu pour accueillir l'extrémité 6 du doigt 2 et destinées à coopérer en contact avec ce dernier. Chacune des faces interne de la crosse 13 comprend une portion 5 de surface plane et sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement de la crosse 3,13, ainsi qu'un pan incliné 4. La portion de surface 5 perpendiculaire est destinée à coopérer en butée avec l'extrémité 6 du doigt 2 lors de l'engagement de la vitesse. C'est à dire que le doigt 2 vient s'appuyer sur cette surface 5 pour pousser la crosse 13 dans le sens de l'engagement de la vitesse. Les pans 4 sont inclinés vers l'intérieur de l'espace destiné à accueillir le doigt 2, de façon que la rotation du doigt 2 en butée contre le pan incliné 4 provoque une force résultante sur la crosse 13 assurant une translation de cette dernière. Ce mécanisme sera décrit plus en détail ci-après en référence aux figures 8 et 9. En se référant aux figures 2 à 4, une seconde crosse 3 comporte sur chacune de ses faces interne une portion 5 de surface perpendiculaire et deux pans inclinés 4. Plus précisément, les deux pans inclinés 4 sont situés respectivement de part et d'autre de la portion 5 de surface perpendiculaire. La première crosse 13 est destinée à être disposée à l'extrémité d'une rangée de crosses adjacentes. Les pans 4 inclinés sont disposés en regard de la seule crosse 3 adjacente et orientée de façon à guider le doigt en direction de l'espace central de cette crosse 3 adjacente. La seconde crosse 3 est destinée à être disposée entre deux crosses adjacentes (par soucis de simplification seule une crosse 13 adjacente a été représentée). De cette façon, de chaque coté de la seconde crosse 3, deux pans 4 inclinés permettent le guidage du doigt 2 vers la crosse 13 adjacente. En se référant à présent également aux figures 5 à 7, les deux faces des crosses 13 délimitant un espace pour l'extrémité du doigt 2 sont de préférence espacées d'une distance D déterminée permettant, après l'engagement d'une vitesse par le doigt 2, le retour du doigt 2 dans une position neutre N sans désengagement de la vitesse. Plus précisément, les surfaces perpendiculaires 5 sont espacées de la distance D permettant, après l'engagement d'une vitesse par le doigt 2, le retour du doigt 2 dans une position neutre N sans désengagement de la vitesse. La figure 5 représente le doigt 2 dans sa position neutre N et la crosse 13 également en position neutre (position de sélection, c'est-à-dire vitesse non engagée). Lorsque le doigt 2 est déplacé vers la gauche, il vient en butée contre la surface 5 perpendiculaire et peut ensuite déplacer la crosse 13. L'extrémité 6 du doigt 2 est alors située au-dessus du pan incliné 4 de gauche (figure 6). A la figure 7, le doigt 2 est déplacé vers la droite pour revenir dans sa position neutre N sans pour autant déplacer la crosse 13 (la vitesse reste engagée). Dans cette dernière position, l'extrémité 6 du doigt 2 est située au-dessus du pan 4 incliné de droite. On va décrire à présent en référence aux figures 8 et 9, le processus de désengagement d'une vitesse V2 d'une première crosse 13 et de sélection d'un rapport de vitesses V4/V3 d'une seconde crosse 3 adjacente. Dans la position représentée à la figure 8, une vitesse V2 est engagée sur une première crosse 13, et le doigt 2 est revenu en position neutre N comme décrit précédemment. De cette façon, par une simple rotation R de l'arbre 1, le doigt 2 peut subir une rotation vers l'autre crosse 3. Au cours de cette rotation, le doigt 2 s'appuie sur le pan 4 incliné de droite de la première crosse 13. La butée du doigt 2 contre un pan 4 incliné de la première crosse 13 provoque la translation de cette première crosse 13 dans le sens du désengagement de la vitesse V2. La première crosse 13 est déplacée jusqu'à sa position neutre. En fin de rotation, l'extrémité 6 du doigt 2 vient se disposer dans l'espace central de la seconde crosse 3 adjacente, en position de sélection d'un autre rapport de vitesse V4/V3. On conçoit donc aisément que le dispositif selon l'invention, tout en étant de structure simple, permet le désengagement d'un premier rapport de vitesse d'une première crosse et, d'autre part, la sélection ultérieure d'un second rapport de vitesse d'une seconde crosse adjacente, par un seul mouvement d'une même nature de l'arbre de commande (rotation R dans l'exemple décrit). Bien entendu, lorsque la boîte de vitesses est du type à sélection par translation du doigt, des pans inclinés formés sur les crosses peuvent également assurer un désengagement automatique d'une vitesse lors de la sélection d'une autre crosse. Par ailleurs l'expression "pan incliné" ne doit pas être interprétée de façon limitative. En effet, le doigt et/ou les crosses peuvent avoir des formes conjuguées différentes, pas nécessairement plane, par exemple des formes complexes et courbes. L'invention permet un temps de passage de vitesses réduit par rapport aux systèmes de l'art antérieur et particulièrement avantageux dans une application à une boîte de vitesses utilisant des actionneurs électromagnétiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses comportant un doigt (2) solidaire d'un arbre de commande (1) apte à être déplacé en translation (T) et en rotation (R), une pluralité de crosses (3, 13) adjacentes liées en déplacement avec respectivement des éléments mobiles (4, 14) d'engagement de rapports de vitesses, les crosses (3, 13) étant prévues pour coopérer avec le doigt (2) de façon que les mouvements de translation (T) et de rotation (R) de l'arbre assurent les sélections, les engagements et les désengagements des rapports de vitesses, caractérisé en ce que le doigt (2) et les crosses (3, 13) ont des formes conjuguées (4,5, 6) adaptées de façon que d'une part le désengagement d'un premier rapport de vitesse d'une première crosse (13) et, d'autre part, la sélection ultérieure d'un second rapport de vitesse d'une seconde crosse (3) adjacente, sont obtenus par un seul mouvement d'une même nature (translation ou rotation) de l'arbre de commande (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doigt (2) et les crosses (3,13) sont disposés relativement de façon que la sélection d'un rapport de vitesses est obtenue par un mouvement de rotation de l'arbre (1) et du doigt (2) et l'engagement/désengagement d'un rapport de vitesse est obtenu par une translation de la crosse correspondante, et en ce que les opérations successives de désengagement d'un premier rapport de vitesse d'une première crosse (13) et de sélection d'un second rapport de vitesse d'une seconde crosse (3) adjacente, peuvent être réalisés par un seul mouvement de rotation de l'arbre (1). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les crosses (3, 13) comportent chacune deux faces espacées délimitant un espace prévu pour accueillir l'extrémité du doigt (2) et destinées à coopérer en contact avec le doigt (2), et en ce que l'une au moins des faces comprend au moins un pan incliné (4) conformé de façon que la rotation du doigt (2) en butée contre le pan incliné (4) provoque une force résultante sur la crosse (3, 13) assurant une translation de cette dernière. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux faces de la crosse (3, 13) délimitant un espace pour l'extrémité du doigt (2) sont espacées d'une distance (D) déterminée permettant, après l'engagement d'une vitesse par le doigt (2), le retour du doigt (2) dans une position neutre (N) sans désengagement de la vitesse. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque le doigt (2) est dans une position neutre (N) et une vitesse est engagée, la rotation de l'arbre (1) est apte à provoquer la butée du doigt (2) contre un pan incliné (4) de la crosse (3,13) pour assurer la translation de la crosse (3,13) dans le sens du désengagement de la vitesse et la disposition de la crosse (3,13) dans une position neutre de sélection d'un autre rapport de vitesse d'une crosse adjacente (13,3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les faces internes des crosses (3, 13) délimitant un espace pour l'extrémité du doigt (2) comportent chacune une portion (5) de surface sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement de la crosse (3, 13) lors des engagements et désengagements d'une vitesse, et en ce que la portion de surface (5) perpendiculaire est destinée à coopérer en butée avec l'extrémité du doigt (2) lors de l'engagement ou le désengagement d'une vitesse. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la portion de surface (5) perpendiculaire est raccordée à un pan (4) qui est incliné en direction de l'espace prévu pour accueillir l'extrémité du doigt (2). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les crosses (3) situées entre deux crosses adjacentes comportent, sur chacune de leur face interne, une portion (5) de surface perpendiculaire et deux pans inclinés (4), les deux pans inclinés (4) étant situés respectivement de part et d'autre de la portion (5) de surface perpendiculaire. 9. Boîte de vitesses de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande interne conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.