Brevet FR2867426A1 — publié le 20050916

La présente invention concerne un dispositif mécanique permettant de transformer la sélection classique et complexe en H d'une boîte de vitesse automobile conventionnelle en sélection linéaire simple (comme sur une moto, ou comme sur une automobile équipée d'une boîte de. vitesse séquentielle). L'usage d'un tel dispositif est destiné à la compétition automobile principalement (des applications peuvent également être envisagées sur des véhicules de série). Ce dispositif se présente sous forme d'un module qui se fixe à la place du levier de vitesses d'origine du véhicule. Il est constitué d'un levier de sélection à mouvement linéaire dit séquentiel et d'un ensemble cinématique permettant de transformer ce mouvement unique linaire en deux mouvements linéaires aptes à commander la boîte de vitesse. Le but d'un tel système est de gagner du temps lors des changement de rapports. En effet, lors d'un changement de rapport, le véhicule n'est plus motorisé. En d'autre termes, il ralentit. Pour être performant, il est donc nécessaire de trouver un moyen de diminuer ce temps. Sur une boîte de vitesse conventionnelle, deux à trois mouvements du bras sont nécessaires pour enclencher le rapport voulu. Par exemple, pour passer de seconde en troisième, il faut obligatoirement un mouvement longitudinal pour sortir la seconde, puis un mouvement transversal pour sélectionner le bon groupe de vitesses (ici le groupe troisième et quatrième), phis à nouveau un mouvement longitudinal pour enclencher la troisième. Avec le dispositif de l'invention, un seul mouvement longitudinal est nécessaire pour passer d'un 20 rapport à l'autre. D'autres possibilités permettent actuellement d'obtenir un résultat similaire: -Monter une boîte de vitesses séquentielle. La solution est efficace mais elle coûte très cher, et elle est limitée aux modèles de véhicules pour lesquels ces boîtes de vitesses sont fabriquées. -Robotiser une boîte de vitesse conventionnelle. Le conducteur appuie sur un bouton, l'information est traitée par un système électronique et des actionneurs se chargent d'enclencher le rapport voulu. La solution est également très onéreuse, complexe et le poids de l'ensemble n'est pas négligeable. Le mécanisme selon l'invention permet d'obtenir une solution beaucoup moins onéreuse que les solutions évoquées précédemment. De plus, après quelques légères adaptations, il peut se monter sur la plupart des véhicules du marché. Son poids est relativement faible et sa simplicité permet au pilote de réaliser le montage et l'entretien lui-même sans difficultés particulières. Le dispositif selon l'invention se fixe à l'emplacement du levier de vitesses d'origine. Il dispose d'un levier de sélection (1). Des câbles (2 et 2bis) relient ledit dispositif à la boîte de vitesse d'origine. Le levier de sélection (1) entraîne en rotation un arbre (3) solidaire de deux disques (4 et 4bis) dans lesquels sont inscrits des chemins (9 et 9bis). La rotation de ces disques (4 et 4bis) a pour rôle de recomposer les mouvements nécessaires à la boîte de vitesse pour enclencher les rapports. A un des disques (4 et 4bis) correspond la tâche de sélectionner la gamme de vitesses, à l'autre celle de l'enclenchement du rapport. Il y a sept positions angulaires fixes pour l'ensemble arbre(3) + disques(4 et 4bis) ( cinq vitesses + point mort + marche arrière). A chacune de ces sept positions correspond un rapport. L'angle entre chaque position angulaire fixe se situe entre 20 degrés et 60 degrés, mais idéalement il est de 54 degrés. Les chemins (9 et 9bis) sont définis selon les trajectoires (10 et 10bis) que doivent emprunter les doigts (5 et 5bis). Les trajectoires (10 et 10 bis) des doigts (5 et 5 bis) sont définies de manière à recomposer les mouvements nécessaires au passage des vitesses. Ces trajectoires (10 et 10bis) suivent les cercles primitifs concentriques (en pointillés fig.3 et 4) dans les phases où le câble (2 et 2bis) concerné ne doit pas bouger. Ces trajectoires (10 et 10 bis) passent d'un cercle primitif à l'autre pour faire se déplacer le câble (2 et 2bis) concerné. Les pentes sont calculées pour compenser les variations d'effort afin d'obtenir une sensation d'effort constant au levier pour le pilote. Les pentes sont plus fortes lorsque les efforts à fournir sont plus faibles, tandis que les pentes sont plus faibles lorsque les efforts à fournir sont plus élevés (voir fig.4). Pour le disque (4) de sélection (fig.3), le cercle primitif extérieur correspond au groupe de vitesses cinquième + marche arrière , le cercle primitif central correspond au groupe de vitesses troisième + quatrième , et enfin le cercle primitif intérieur correspond au groupe de vitesses première + seconde . Pour le disque (4bis) d'enclenchement (fig.4), le cercle primitif extérieur correspond aux rapports seconde + quatrième + marche arrière , le cercle primitif central correspond au point mort, et le cercle primitif intérieur correspond aux vitesses première + troisième + cinquième . Des doigts (5 et 5bis) se trouvent à l'intérieur des chemins. Ces doigts (5 et 5bis) sont liés à des culbuteurs (6 et 6bis). Le rôle des culbuteurs (6 et 6bis) est d'amplifier le mouvement induit par le chemin (9 et 9bis) aux doigts(5 et 5bis), afin de le transmettre aux câbles (2 et 2bis). Pour chacune des sept positions fixes, les chemins (9 et 9bis) se trouvent sur des cercles primitifs. Selon le cercles primitifs sur lequel les chemins (9 et 9bis) de chaque disque (4 et 4bis) se trouve, l'un ou l'autre rapport est enclenché. Entre les positions fixes les chemins (9 et 9bis) passent d'un cercle primitif à l'autre afin de réaliser le changement de rapport. Décomposition étape par étape de la phase passage de seconde en troisième (exemple pour une boîte de vitesse de type BE4 Peugeot, ce modèle n'étant pas limitatif, le dispositif s'adaptant à la plupart des boîtes de vitesses du marché). Phase 1 (repère 2, fig3 et fig4) : Première position fixe: la seconde. A l'endroit où se trouvent les doigts (5 et 5bis), le chemin (9) du disque (4) de sélection se trouve sur le cercle primitif intérieur tandis que le chemin (9bis) du disque (4bis) d'enclenchement se trouve sur le cercle primitif extérieur. Le câble (2) de sélection se trouve donc tiré à fond tandis que le câble d'enclenchement (2bis) se trouve poussé à fond. Phase 2: Le conducteur tire sur son levier (1). L'ensemble arbre (3) + disques (4 et 4bis) se met à tourner. Le chemin du disque d'enclenchement (4bis) passe sur le cercle primitif central (fig.4). Le câble d'enclenchement (2bis) est à moitié tiré. La seconde est sortie, on est au point mort (repère 2.1). Phase 3: Le chemin du disque de sélection (4) passe également sur le cercle primitif central. On est toujours au point mort (repère 2.2). Phase 4: Le chemin du disque d'enclenchement (4bis) passe sur le cercle primitif intérieur (fig.4). Le câble de sélection (2) est en position mi-tiré et le câble d'enclenchement (2bis) se trouve poussé à fond. On est dans la nouvelle position fixe: la troisième (repère 3). Au même moment, le levier (1) arrive sur sa butée mécanique (8). Phase 5: Le conducteur relâche son levier (1) qui revient dans sa position centrale grâce à un ressort et à un système de cliquet (7). REVENDICATIONS 1) Dispositif mécanique de sélection linéaire des vitesses, caractérisé en ce fait qu'il se fixe au niveau du plancher du véhicule, à l'emplacement du système de sélection d'origine du véhicule, ou faiblement décalé par-rapport à celui-ci. 2) Dispositif mécanique selon la revendication n l, caractérisé en ce fait que le levier (1) entraîne en rotation un arbre (3) solidaire de deux disques (4 et 4bis) dans lesquels sont inscrits des chemins (9 et 9bis). 3) Dispositif selon la revendication n 1 caractérisé en ce fait que des câbles (2 et 2bis) 10 relient ledit dispositif aux leviers de sélection et de passage de la boîte de vitesses. 4) Dispositif mécanique selon les revendications n 1,2 et 3, caractérisé en ce fait que les chemins (9 et 9bis) inscrits dans les disques (4 et 4bis) suivent des trajectoires (10 et 10bis) aptes à recomposer les mouvements nécessaires pour changer les vitesses. 5) Dispositif mécanique selon les revendications n 1,2 et 3, caractérisé en ce fait que les chemins (9 et 9bis) inscrits dans les disques (4 et 4bis) suivent des trajectoires (10 et 10 bis) calculées de telle sorte à compenser les variations d'efforts nécessaires à la boîte de vitesses afin d'obtenir une sensation d'effort constant au levier (1).