Brevet FR2868144A1 — publié le 20050930

SYSTEME DE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES La présente invention concerne un système de commande interne d'une boîte de vitesses. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'industrie automobile. On connaît de l'état de la technique un dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprenant, logé dans le carter de la boîte de vitesses, un axe de commande, ou actionneur, portant un doigt transversal de passage de vitesse. Dans un premier temps, le doigt de passage peut être engagé sélectivement par coulissement de l'actionneur, dans l'un de plusieurs io éléments juxtaposés d'engagement de rapports, également appelés noix. Les noix sont solidarisées par l'intermédiaire de tiges coulissantes dans le carter à des fourchettes de déplacement de crabots réalisant l'engagement ou le dégagement des différents rapports de la boîte de vitesses. Dans un deuxième temps, le doigt de passage entraîne la noix sélectionnée par rotation de l'actionneur ainsi que la fourchette correspondante, de manière à réaliser l'engagement d'un rapport. Selon ce dispositif connu, les éléments juxtaposés d'engagement de rapports, ou noix, sont solidaires des fourchettes par soudage ou rivetage, et bien qu'un tel agencement soit économique, il apporte de nombreux problèmes liés aux dispersions de fabrication des noix et au positionnement des fourchettes dans les carters de boîtes de vitesses et d'embrayage par l'intermédiaire de leurs tiges coulissantes dans des bossages, ainsi qu'à leur positionnement angulaire dans les manchons de synchroniseurs sujet à des débattements radiaux et à des dispersions cumulées relativement importantes. C'est pour éliminer les inconvénients ci-dessus que la demande de brevet français n 01 00411 propose un dispositif caractérisé en ce que les éléments juxtaposés d'engagement de rapports comprennent respectivement des barrettes plates s'étendant parallèlement aux tiges coulissantes, c'est-à-dire parallèlement à la direction d'entraînement des fourchettes de déplacement de crabots. Ces barrettes plates peuvent être entraînées chacune sélectivement en translation rectiligne relativement au carter par le doigt de passage de vitesse, chaque barrette comprenant à son bord inférieur une encoche sensiblement en forme de U traversant la paroi de la barrette et dans laquelle est logée une saillie de forme conjuguée d'une fourchette correspondante transversalement à la barrette. Toutefois, le dispositif de commande qui vient d'être décrit en référence à la demande française n 01 00411 ne répond qu'imparfaitement aux préoccupations suivantes: - l'obligation de disposer l'actionneur à une distance importante des fourchettes, ceci pour des raisons d'implantation interne à la boîte de vitesses ou externe sous capot, préjudiciable à l'utilisation de noix d'engagement de rapports fixées à une fourchette car amenant des dispersions de io positionnement de ces noix importantes non conformes aux exigences fonctionnelles de l'actionneur, - l'obligation de positionner les noix d'engagement de rapports avec des écartements précis entre elles, - la gestion de course de passage de vitesse qui doit être égalisée au niveau des synchroniseurs, - le positionnement des noix qui doit être le plus précis possible par rapport aux doigts de passage de vitesse. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un système de commande interne d'une boîte de vitesses, comprenant: - un actionneur, - un doigt de passage de vitesse porté par l'actionneur, - des éléments juxtaposés d'engagement de rapports destinés à entraîner sélectivement une pluralité de fourchettes de déplacement de crabots sous l'action du doigt de passage, qui permettrait d'apporter une réponse aux problèmes soulevés plus haut concernant la distance entre l'actionneur et les fourchettes, la gestion de course de passage de vitesse et le positionnement des noix. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que chaque élément d'engagement de rapports comprend un bras d'entraînement destiné à entraîner une fourchette de déplacement de crabots, ledit bras d'entraînement s'étendant transversalement à la direction d'entraînement de ladite fourchette. Ainsi, comme on le verra en détail plus loin, cette disposition permet d'obtenir, conformément à un but recherché par l'invention, un éloignement des fourchettes par rapport à l'actionneur, contrairement aux dispositifs de commande connus où les noix sont reliées aux fourchettes par des barrettes s'étendant parallèlement à la direction d'entraînement des fourchettes. De manière à assurer le déplacement des fourchettes, l'invention prévoit que chaque bras d'entraînement est muni d'une encoche destinée à recevoir une extrémité d'une fourchette de déplacement de crabots. En outre, dans le but de permettre un accès rapide du doigt de passage aux différentes noix, il y a avantage, selon l'invention, à ce que chaque élément d'engagement de rapports présente un évidement pour recevoir ledit doigt de io passage, les évidements de l'ensemble des éléments d'engagement de rapports étant superposés de manière à former couloir de sélection pour le doigt de passage. La réalisation du système de commande de l'invention peut être simplifiée si, comme le préconise l'invention, ledit système comporte un cartersupport présentant des couloirs parallèles dans lesquels lesdits éléments d'engagement de rapports sont logés et aptes à coulisser sous l'action du doigt de passage. En particulier, chaque élément d'engagement de rapports présente au moins deux lumières oblongues, les lumières oblongues de l'ensemble des éléments d'engagement de rapports étant superposées et traversées par un axe transversal de guidage solidaire dudit carter-support. Ce système n'est qu'un exemple de guidage des éléments d'engagement étant entendu qu'il pourrait être réalisé de tout autre manière à la portée de l'homme du métier. De même, les éléments d'engagement de rapports sont maintenus en position par des billages solidaires dudit carter-support. Afin d'assurer le retour au point mort des fourchettes de déplacement de crabots, il est prévu par l'invention que chaque élément d'engagement de rapports comporte un moyen de rappel de passage de vitesse. Enfin, la réalisation du système de commande de l'invention est encore simplifiée du fait que, selon l'invention, les éléments d'engagement de rapports sont associés par paires d'éléments sensiblement identiques superposés consécutivement et disposés tête-bêche. Une conséquence de cette disposition avantageuse est de permettre l'interchangeabilité des noix d'une même paire ou, moyennant modification, une re-disposition à volonté des noix par rapport aux doigts de passage. En résumé, les avantages du système de commande interne de boîte de vitesses, objet de l'invention, sont les suivants: - la possibilité d'actionner les fourchettes malgré le positionnement éloigné de l'actionneur ou pour des problèmes d'implantation interne ou externe de la 5 boîte de vitesses, - une gestion rigoureuse des dispersions de fonctionnement doigts/noix en sélection et en passage, - des spécifications simplifiées d'interface commande/actionneur par rapport aux fourchettes de la boîte de vitesses, io - un gain en qualité fonctionnelle si la gestion de l'ensemble actionneur/support/noix reste sous une même responsabilité, - la possibilité de gérer des courses de synchronisations/fourchettes non égalisées à partir d'un ensemble actionneur/noix à courses égalisées, - la possibilité d'implanter un système d'interverrouillage à peigne, - la possibilité d'inverser la position des noix par rapport au doigt de passage sans modification des fourchettes ou repositionnement des synchroniseurs. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'un système de commande interne à noix découplées conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de côté du système de la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus du système de la figure 1. La figure 4 est une vue de dessus de l'extrémité d'un bras 25 d'entraînement du système des figures 1, 2 et 3. Le système de commande interne d'une boîte de vitesses pour véhicule automobile représenté sur les figures 1, 2 et 3 comprend un axe 10 de commande, ou actionneur, logé dans un carter-support 20 et relié à l'axe de sélection et de passage de vitesse de la boîte de vitesses pour offrir jusqu'à huit rapports de transmission comprenant une marche arrière et six ou sept rapports ou vitesses de marche avant de la première à, au plus, la septième. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, l'actionneur 10 porte un ensemble formant doigt 11 de passage d'étendant radialement de façon que 35 l'extrémité du doigt 11 soit située au niveau d'un certain nombre d'éléments juxtaposés 12a, 12b 12c, 12d d'engagements de rapports qui sont mobiles perpendiculairement à l'actionneur 10. Les éléments 12a, 12b, 12c, 12d également appelés noix, peuvent entraîner sélectivement une pluralité de fourchettes 13a, 13b, 13c, 13d s solidaires respectivement par paires de tiges 41, 42 montées coulissantes suivant leurs propres axes relativement au carter de la boîte de vitesses, la direction D de ces tiges 41, 42 coïncidant avec la direction d'entraînement des fourchettes. Les fourchettes 13a, 13b, 13c, 13d peuvent déplacer des manchons de crabotage pour réaliser l'engagement ou le dégagement des lo différents rapports de la boîte de vitesses. Chaque fourchette peut prendre par coulissement deux positions de part et d'autre de leur position initiale, chacune associée à un rapport de boîte. Dans le mode de réalisation montré sur les figures, les fourchettes 13a, 13b et 13c sont par exemple destinées au passage respectivement des première/deuxième vitesses, troisième/quatrième ls vitesses et cinquième/sixième vitesses, tandis que la fourchette 13d est, dans ce cas, destinée au passage de la marche arrière. Toutefois, cette dernière peut éventuellement être accompagnée d'un rapport avant supplémentaire. Lorsque l'actionneur 10 est déplacé par coulissement, le doigt 11 de passage peut être sélectivement engagé avec l'une des noix 12a, 12b, 12c, 12d, et, par rotation de l'actionneur 10, la noix sélectionnée est entraînée pour réaliser la passage de l'un des deux rapports associés à la noix. Les noix 12a, 12b, 12c, 12d sont soumises à l'action de moyens de rappel de passage de vitesse constitués ici par des ressorts 14a, 14b, 14c, 14d prévus pour rappeler l'actionneur 10 en position de point mort après son coulissement pour la sélection d'un rapport. Comme le montrent les figures 1, 2 et 3, les noix 12a, 12b, 12c, 12d se présentent sous la forme de pièces plates logées dans des couloirs parallèles 21a, 21b, 21c, 21d aménagés dans le carter-support unique 20 fixé sur le carter de la boîte de vitesses. Des billages (non représentés) permettent aux noix d'être maintenues en position lorsqu'elles coulissent sous l'action du doigt 11 de passage. Chaque noix 12a, 12b, 12c, 12d comporte un bras 121a, 121b, 121c, 121d d'entraînement destiné à entraîner la fourchette 13a, 13b, 13c, 13d correspondante dans la direction D. On observera que les bras 121a, 121b, 121c, 121d s'étendent transversalement à la direction D d'entraînement des fourchettes. De cette manière, on réalise une configuration dans laquelle les fourchettes 13a, 13b, 13c, 13d sont disposées à une distance relativement importante de l'actionneur 10, contrairement à la position plus rapprochée obtenue dans les dispositifs connus lorsque les noix sont constituées de s barrettes s'étendant parallèlement à la direction D d'entraînement. Les bras 121a, 121b, 121c, 121d d'entraînement sont munis chacun d'une encoche 122a, 122b, 122c, 122d débouchante, sensiblement en forme de U et destinée à recevoir une extrémité de la fourchette associée 13a, 13b, 13c, 13d. io La fourchette 13a, 13b, 13c, 13d ainsi mécaniquement reliée à la noix correspondante par l'intermédiaire du bras 121a, 121b, 121c, 121d d'entraînement se déplace dans la direction D en même temps que la noix 12a, 12b, 12c, 12d correspondante sous l'action du doigt 11 de passage. A cet effet, les noix 12a, 12b, 12c, 12d présentent chacune un évidement 123a, 123b, 123c, 123d pour recevoir le doigt 11 de passage, les évidements de l'ensemble desdits noix étant superposés pour former un couloir de sélection pour le doigt 11. D'autre part, chaque noix 12a, 12b, 12c, 12d comprend deux lumières oblongues, telles que celles 124a, 125a de la noix 2a représentées sur la figure 3, s'étendant longitudinalement dans la direction D d'entraînement en traversant l'épaisseur de la noix. En position neutre ou de point mort du levier de changement de vitesses, les lumières des noix sont toutes situées en regard les unes des autres en formant ainsi deux lumières uniques traversant toutes les noix. Pour permettre le déplacement en translation latérale de chaque noix sélectionnée, deux axes transversaux 31, 32 de guidage sont fixés à leurs extrémités au carter-support 20 et traversent les lumières des noix 12a, 12b, 12c, 12d. En position médiane de point mort des noix, chaque axe 31, 32 est situé sensiblement au milieu des lumières correspondantes de façon que chaque noix puisse se déplacer sélectivement dans un sens ou dans le sens opposé relativement aux axes transversaux 31, 32 suivant l'une des deux vitesses à engager. On peut également observer sur les figures 1, 2 et 3 que les noix 12a, 12b, 12c, 12d sont associées par paires sensiblement identiques superposées consécutivement et disposées tête-bêche. Plus précisément, les noix 12a et 12b placées l'une au-dessus de l'autre sont des pièces sensiblement identiques en position tête-bêche. Il en est de même pour les noix 12c et 12d, à ceci près que les bras 121c et 121d de ces dernières sont plus courts que les bras 121a et 121b des noix 12a et 12b, ceci fin de tenir compte de l'encombrement des fourchettes dans leur mouvement de coulissement. On obtient ainsi une disposition très compacte du système de commande interne conforme à l'invention qui présente l'avantage de pouvoir associer les fourchettes par paires 13a, 13b et 13c, 13d sur une même tige coulissante 41 et 42 au lieu de fixer chaque fourchette sur une tige séparée comme dans la technique antérieure. io La figure 4 définit un jeu de liaison entre les encoches 122a, 122b, 122c, 122d des bras 121a, 121b, 121c, 121d et les fourchettes 13a, 13b, 13c, 13d. Ce jeu est calculé de façon à permettre des courses égalisées de passage au niveau des noix malgré des courses de passage de vitesse non égalisées au niveau des manchons. Par ailleurs, cette liaison par encoche entre les noix et les fourchettes permet à ces dernières des mouvements oscillants ou vibratoires autour de leur axe sans répercussion sur les noix. REVENDICATIONS 1. Système de commande interne d'une boîte de vitesses, comprenant: - un actionneur (10), - un doigt (Il) de passage de vitesse porté par l'actionneur (10), - des éléments juxtaposés (12a,12b,12c,12d) d'engagement de rapports destinés à entraîner sélectivement une pluralité de fourchettes (13a,13b, 13c,13d) de déplacement de crabots sous l'action du doigt (11) de io passage, caractérisé en ce que chaque élément d'engagement de rapports comprend un bras (121 a,121 b,121 c,121 d) d'entraînement destiné à entraîner une fourchette de déplacement de crabots, ledit bras d'entraînement s'étendant transversalement à la direction (D) d'entraînement de ladite fourchette. 2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras d'entraînement est muni d'une encoche (122a,122b,122c,122d) destinée à recevoir une extrémité d'une fourchette de déplacement de crabots. 3. Système de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément d'engagement de rapports présente un évidement (123a,123b,123c,123d) pour recevoir ledit doigt (11) de passage, les évidements de l'ensemble des éléments d'engagement de rapports étant superposés de manière à former couloir de sélection pour le doigt de passage. 4. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit système comporte un carter-support (20) présentant des couloirs parallèles (21a,21b,21c,21d) dans lesquels lesdits éléments d'engagement de rapports sont logés et aptes à coulisser sous l'action du doigt (11) de passage. 5. Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque élément d'engagement de rapports présente au moins deux lumières oblongues (124a,125a), les lumières oblongues de l'ensemble des éléments d'engagement de rapports étant superposées et traversées par un axe transversal (31,32) de guidage solidaire dudit carter-support (20). 6. Système de commande selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les éléments (12a,12b,12c,12d) d'engagement de rapports sont maintenus en position par des billages solidaires dudit carter-support (20). 7. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque élément d'engagement de rapports est soumis à l'action d'un moyen (14a,14b,14c,14d) de rappel de passage de vitesse. 8. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments (12a,12b,12c,12d) d'engagement de rapports sont associés par paires d'éléments sensiblement identiques (12a, 12b io et 12c,12d) superposés consécutivement et disposés tête-bêche. 9. Système de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fourchettes (13a,13b et 13c,13d) associées à une même paire d'éléments d'engagement de rapports sont fixées sur une même tige coulissante (41,42).