Brevet FR2884575A1 — publié le 20061020

Plusieurs solutions ont été envisagées pour rendre le système de commande souple il a été prévu des fourchettes de passage de vitesses flexibles afin de lisser les pics d'efforts; des dispositifs à masse pivotante donnant une inertie au mouvement pour lisser les efforts; et il a également été prévu d'améliorer différents éléments d'indexation à bille des synchroniseurs ou fourchettes afin de réduire les efforts nécessaires au déplacement de ces éléments. Mais ces solutions n'apportent pas entièrement satisfaction, par exemple, la mise en oeuvre de fourchettes flexibles est limitée par différentes contraintes comme la flexibilité en limite d'élasticité du matériau s'opposant à la raideur ainsi que les efforts appliqués à ces fourchettes qui nécessitent des fourchettes de faible épaisseur, alors que les efforts importants appliqués à ces fourchettes nécessitent au contraire une certaine raideur de celles-ci. D'autre part, les fourchettes d'une même boîte de vitesses ont des formes différentes ce qui limite la possibilité d'unifier la flexibilité des différentes fourchettes équipant une même boîte de vitesses. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une conception de boîte de vitesses présentant une souplesse de commande améliorée. A cet effet, l'invention a pour objet une boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant un axe de commande équipé d'un doigt de passage apte à déplacer une ou plusieurs fourchettes de changement de vitesse, caractérisée en ce qu'elle comprend une liaison élastique reliant le doigt de passage à l'axe de commande, cette liaison élastique autorisant une légère rotation du doigt de passage par rapport à l'axe de commande. Selon une caractéristique de l'invention, la boîte de vitesses comprend un premier ergot fixe par rapport à l'axe de commande, le doigt de passage est porté par une embase comprenant un second ergot, cette embase entoure l'axe de commande en étant apte à pivoter par rapport à cet axe, cette embase pouvant occuper une position de référence dans laquelle le second ergot est situé en vis-à-vis du premier ergot, et un élément élastique lié aux deux ergots tend à maintenir l'embase en position de référence. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier ergot s'étend radialement par rapport à l'axe de commande et est porté par une douille fixée à cet axe, le second ergot s'étend parallèlement à cet axe en étant porté par une embase qui est cylindrique et qui entoure la douille, et l'élément élastique est un anneau flexible fendu qui entoure la douille en ayant ses extrémités en appui sur les deux ergots pour les maintenir en position en vis-à-vis l'un de l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention, la boîte de vitesses comprend un arrêtoir sous forme d'une goupille radiale montée en force dans la douille, et dans laquelle l'embase cylindrique comprend un trou traversé par cette goupille, ce trou ayant un diamètre supérieur au diamètre de la goupille. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau fendu flexible est précontraint de manière à commencer à fléchir à partir d'une valeur d'effort prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau fendu flexible est engagé dans une gorge circulaire de la douille pour constituer un élément de blocage longitudinal de l'embase cylindrique par rapport à la douille. Selon une autre caractéristique de l'invention, la douille porte un autre élément de passage tel qu'une fourchette de passage de marche arrière ou un doigt. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue d'ensemble d'une partie d'un système de commande; La figure 2 est une vue de profil d'un organe de passage incluant une douille entourée par une embase 5 cylindrique; La figure 3 est une vue de face de l'organe de passage; La figure 4 est une vue en coupe de l'organe de passage selon IV-IV; La figure 5 est une vue en perspective de l'organe de passage; La figure 6 est une vue en perspective de la douille seule; La figure 7 est une première vue en coupe 15 transversale de l'organe de passage dans laquelle l'embase est en position de référence; La figure 8 est une deuxième vue en coupe de l'organe de passage dans laquelle l'embase est en position de référence; La figure 9 est une troisième vue en coupe de l'organe de passage dans laquelle l'embase occupe une position angulaire décalée; La figure 10 est une quatrième vue en coupe de l'organe de passage dans laquelle l'embase occupe une 25 position angulaire décalée. Figure 1, une partie 1 d'un système de commande comprend un axe de commande 2 apte à pivoter autour de paliers non représentés, cet axe de commande comprenant une portion principale droite longitudinale terminée par une extrémité 4 courbée sensiblement à angle droit, et comprenant une rotule 5. Cette rotule 5 est solidarisée à une autre partie du système de commande de la boîte de vitesses pour être liée en mouvement à un levier de vitesses non représenté. Cette partie du système de commande est équipée d'un volant d'inertie 7 monté sur un support fixe 8, ce volant inertiel 7 étant lié en rotation à l'axe de commande 2 par l'intermédiaire d'une partie de couronne dentée 10 solidaire de l'axe de commande 2, cette partie de couronne dentée 10 ayant sa denture 11 engrenée dans une roue dentée 12 qui est rigidement solidaire du volant d'inertie 7. Cet axe de commande 2 est équipé d'un organe de passage 14 incluant une douille 20 équipée d'un doigt de passage 24 qui est rigidement solidarisée à l'axe de commande 2, par exemple par une goupille traversante 3, de sorte que le doigt de passage est déplacé par cet axe de commande en translation ou en rotation. Comme visible sur cette figure 1, l'organe de passage 14 entoure l'axe 2 auquel il est solidarisé, et il comprend deux rampes d'indexation 15 et 16 présentant chacune une surface creuse apte à recevoir une bille d'indexation. Le système d'indexation comprend ici deux éléments d'indexation par billage 17 et 18 disposés de façon diamétralement opposée par rapport à l'axe de commande 2. L'organe de passage 14 qui apparaît dans le système de commande de la figure 1 est représenté seul, de profil de face et en coupe longitudinale respectivement sur les figures 2 à 4. Cet organe de passage 14 comprend la douille 20 portant les deux rampes d'indexation 15 et 16, ainsi qu'une fourchette de passage de marche arrière comprenant deux bras 21 et 22. La douille 20 équipée du doigt de passage 24, les rampes 15 et 16 et les deux bras 21 et 22 sont ici formés par une unique pièce monobloc. Cet organe de passage 14 est équipé d'un doigt de passage 24 des rapports de marche avant de la boîte de vitesses qui est porté par une embase 25 cylindrique entourant la douille 20. Cette embase 25 peut pivoter légèrement par rapport à la douille 20 autour de son axe longitudinal AX qui coïncide avec la direction de l'axe de commande 2. L'embase 25 et le doigt de passage 24 se présentent ici sous forme d'une autre pièce monobloc commune qui est montée à rotation sur la pièce monobloc comprenant la douille 20. La douille 20 et l'embase 25 avec le doigt 24 sont représentés en perspective sur la figure 5, alors que la douille 20 sans l'embase 25 portant le doigt 24 est représentée en perspective en figure 6. Comme visible sur la figure 6, la douille 20 comprend un pallier 26 sous forme d'une surface cylindrique externe dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre interne de l'embase cylindrique 25, cette embase étant montée sur ce pallier. Une gorge circulaire 27 est réalisée dans ce pallier 26, cette gorge comprenant une goupille repérée par 28 qui constitue un premier ergot. Cette goupille 28 dépasse radialement depuis le fond de la gorge 27 sans s'étendre au-delà de la surface définie par le pallier 26 de manière à permettre le montage de l'embase 25 par engagement longitudinal sur la douille 20. Cette goupille 28 constitue un premier ergot radial. D'autre part, l'embase cylindrique 25 comprend un second ergot 29 qui s'étend longitudinalement depuis un bord périphérique circulaire de cette embase, parallèlement à la direction longitudinale AX. L'embase 25 est apte à pivoter autour de la douille 20 par rapport à une position angulaire centrale dite position de référence qui correspond à la position illustrée sur la figure 5. Lorsque l'embase 25 occupe cette position de référence, le second ergot 29 est situé en vis-à-vis du premier ergot 28, c'est-à-dire qu'il recouvre sensiblement ce premier ergot 28 en étant situé radialement dans le prolongement de ce dernier, ce qui apparaît sur la vue en coupe transversale de la figure 7. Lorsque l'embase 25 qui porte le doigt de passage 24 pivote légèrement par rapport à la douille 20, le second ergot 29 s'écarte de la position de référence, de sorte qu'il se décale angulairement par rapport au premier ergot 28, ce qui apparaît sur la vue en coupe transversale de la figure 9. L'amplitude du mouvement de l'embase 25 par rapport à la douille 20 est limité dans les deux sens de rotation par un arrêtoir qui est ici formé par une autre goupille 31. Cette autre goupille est engagée en force dans le pallier 26 de la douille 20, à hauteur de l'embase 25, et engagée dans un trou 32 correspondant qui est réalisé dans l'embase cylindrique 25. Plus particulièrement, le trou 32 qui est réalisé dans l'embase cylindrique 25 a un diamètre qui est supérieur à celui de la goupille 31, de telle manière qu'il existe un jeu significatif entre la goupille 31 et le trou 32, ce jeu ayant une valeur plus ou moins importante qui est déterminée par la valeur de mouvement rotatif que l'on souhaite donner à l'embase 25 par rapport à la douille 20, comme illustré sur les vues en coupe des figures 8 et 10. La liaison élastique entre l'embase 25 et la douille 20 est réalisée au moyen d'un élément élastique qui tend à ramener le second ergot 29 vers sa position de référence, c'est-à-dire qui tend à maintenir le premier et le second ergot 28 et 29 en vis-à-vis l'un de l'autre. Différentes solutions peuvent être envisagées quant à l'élément élastique. Dans l'exemple de solution représenté sur les figures, cet élément élastique est un anneau flexible fendu, repéré par 33 qui entoure la douille 20 en ayant chacune de ses extrémités en appui sur les deux ergots 28 et 29 de manière à les maintenir en tenaille. Plus particulièrement, cet anneau flexible fendu 33 se présente sous forme d'un tore en acier ayant ici une section carrée, et il est fendu de manière à former deux extrémités, 34 et 35, définissant chacune une surface d'appui carrée. Cet anneau flexible fendu 33 est engagé dans la gorge 27, de telle façon que les deux extrémités 34 et 35 sont situées de part et d'autre de la goupille 28 formant le premier ergot. Cet anneau flexible fendu 33 a une épaisseur supérieure à celle de la gorge 27 dans laquelle il est engagé de sorte qu'il dépasse radialement de cette gorge. Lorsque l'embase 25 est en position de référence, comme dans la figure 7, chaque extrémité 34 et 35 a sa moitié inférieure en appui contre le premier ergot formé par la goupille 28, et sa moitié supérieure en appui contre le second ergot 29 qui est situé dans le prolongement radial du premier ergot. Ainsi, un mouvement relatif de rotation de l'embase 25 par rapport à la douille 20, qui a pour effet d'écarter angulairement les ergots 28 et 29 l'un de l'autre tend à ouvrir l'anneau fendu 33, c'est-à-dire à faire jouer l'élasticité de cet anneau flexible 33 en l'ouvrant, comme visible en figure 9. Lorsque l'embase s'écarte de la position de référence, comme dans le cas de la figure 9, l'anneau 33 a alors une de ses extrémité en appui sur le premier ergot, et son autre extrémité qui est en appui contre le second ergot, l'effort exercé par chaque extrémité de l'anneau sur les ergots tendant ainsi à les ramener en vis à vis l'un de l'autre. Ce mouvement de rotation relatif est limité par l'arrêtoir que constituent la goupille 31 et le trou 32, lorsqu'une paroi du trou 32 vient en appui contre la périphérie de la goupille 31, comme c'est le cas dans la figure 10. L'anneau flexible fendu 33 étant engagé dans la gorge 27 dont il dépasse radialement, il constitue ainsi un arrêt qui bloque longitudinalement l'embase 25, cette embase étant ainsi longitudinalement immobilisée entre l'anneau 33 et une face repérée par 36, qui prolonge le pallier 26 en s'étendant selon un plan normal à l'axe longitudinal. Avantageusement, l'anneau flexible 33 est monté précontraint, de sorte qu'un effort minimum doit être appliqué au doigt de passage 24 pour obtenir un pivotement de ce dernier par rapport à la douille 20. A titre d'exemple, il peut être précontraint de façon à commencer à fléchir lorsqu'un effort de 50daN est appliqué au doigt, et être dimensionné de telle façon qu'un effort de 100daN provoque un pivotement de 1,5mm du doigt de passage de vitesses. L'arrêtoir formé par la goupille 31 et le trou 32 garantit une valeur de rotation maximale de l'embase par rapport à la douille, et par conséquent le non dépassement de la limite élastique de l'anneau de flexion 33, ainsi que la garantie de non échappement de l'anneau élastique de sa gorge. Le montage selon l'invention permet d'obtenir des valeurs de flexion relativement importantes du doigt. Il constitue un système compact préassemblé facilement montable en usine. REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant un axe de commande (2) équipé d'un doigt de passage (24) apte à déplacer une ou plusieurs fourchettes de changement de vitesse, caractérisée en ce qu'elle comprend une liaison élastique reliant le doigt de passage (24) à l'axe de commande (2), cette liaison élastique autorisant une légère rotation du doigt de passage (24) par rapport à l'axe de commande (2). 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, comprenant un premier ergot (28) fixe par rapport à l'axe de commande (2), dans laquelle le doigt de passage (24) est porté par une embase (25) comprenant un second ergot (29), cette embase (25) entourant l'axe de commande (2) en étant apte à pivoter par rapport à cet axe (2), cette embase (25) pouvant occuper une position de référence dans laquelle le second ergot (29) est situé en vis-à-vis du premier ergot (28), et un élément élastique lié aux deux ergots (28, 29) et tendant à maintenir l'embase (25) en position de référence. 3. Boîte de vitesses selon la revendication 2, dans laquelle le premier ergot (28) s'étend radialement par rapport à l'axe de commande (2) et est porté par une douille (20) fixée à cet axe (2), dans laquelle le second ergot (29) s'étend parallèlement à cet axe (2) en étant porté par une embase (25) qui est cylindrique et qui entoure la douille (20), et dans laquelle l'élément élastique est un anneau flexible fendu (33) qui entoure la douille (20) en ayant ses extrémités (34, 35) en appui sur les deux ergots (28, 29) pour les maintenir en position en vis-à-vis l'un de l'autre. 4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, comprenant un arrêtoir sous forme d'une goupille radiale (31) montée en force dans la douille (20), et dans laquelle l'embase cylindrique (25) comprend un trou traversé (32) par cette goupille, ce trou (32) ayant un diamètre supérieur au diamètre de la goupille (31). 5. Boîte de vitesses selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle l'anneau flexible fendu (33) est précontraint de manière à commencer à fléchir à partir d'une valeur d'effort prédéterminée. 6. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 3 à 5, dans laquelle l'anneau flexible fendu (33) est engagé dans une gorge circulaire (27) de la douille (20) pour constituer un élément de blocage longitudinal de l'embase cylindrique (25) par rapport à la douille (20).