Brevet FR2878487A1 — publié le 20060602

Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile 5 L'invention concerne un mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile, et plus particulièrement de l'arbre de transmission à la sortie d'une boîte de vitesses automatique ou d'un réducteur. Conventionnellement, un mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile comporte une roue, dite parking, dentée solidaire en rotation de l'arbre de transmission, un levier de blocage qui porte un doigt de blocage susceptible d'être reçu dans un créneau de la roue dentée, ledit levier de blocage étant monté basculant autour d'un arbre de basculement entre une position angulaire armée dans la quelle le doigt de blocage s'engage entre deux dents de la roue de parking, et une position angulaire dégagée un ressort de dégagement appliquant un effort constant sur le levier de blocage de façon à le repousser vers ladite position angulaire dégagée. Sur les véhicules équipés de boîte de vitesses automatique ou d'un moteur électrique associé à un réducteur, le conducteur dispose d'un levier de commande de la marche du véhicule. Ce levier de commande a en général plusieurs positions, dont au moins les suivantes: marche avant (D), marche arrière (R), point neutre (N) et parking (P). Le levier transmet sa position à la boîte de vitesse ou au réducteur par un câble ou une tringlerie. La position de parking correspond à un état de stationnement du véhicule, dans lequel le mouvement du véhicule doit être interdit. Pour cela, l'arbre de transmission de la boîte de vitesses ou du réducteur est immobilisé, ce qui empêche la rotation des roues motrices du véhicule, et immobilise celui-ci. Classiquement, l'arbre de transmission d'une boîte de vitesses automatique comporte une roue dentée, appelée également roue de parking. Un levier de blocage monté pivotant sur la boîte de vitesse comporte un doigt de blocage qui peut s'insérer dans un créneau entre deux dents de la roue dentée lorsque que le levier de blocage pivote, réalisant ainsi un arrêt en rotation de la roue dentée et de l'arbre de transmission. La géométrie et les matériaux des dents et du doigt de blocage sont choisis pour que le levier de blocage ne soit pas coincé entre les dents lorsque la roue est sollicitée par un couple, par exemple lorsque le véhicule stationne dans une forte pente. Le maintien du doigt de blocage entre les dents de la roue dentée ne résulte que des efforts appliqués par un mécanisme de commande. Un ressort de dégagement monté sur l'axe de rotation du levier de blocage tend à le maintenir dégagé de la roue dentée. Un levier de commande relié à un actionneur interagit avec le levier de blocage en le faisant pivoter de manière à ce que le doigt de blocage s'engage dans un créneau de la roue dentée. Le levier de commande est commandé par le câble ou la tringlerie par l'intermédiaire d'un ressort et d'un coulisseau. Le ressort de rappel est classiquement monté autour de l'axe du levier de blocage et est dimensionné de façon à fournir le couple de rappel s'opposant à l'effort dû à l'accélération verticale s'appliquant sur le levier de blocage et les autres composants du mécanisme de verrouillage. Dans les documents EP-0571274 et FR-2810422, les efforts s'appliquant sur les composants du système de verrouillage sont importants. Les composants sont dimensionnés en conséquence provoquant ainsi une augmentation de leur masse et en particulier une augmentation de la masse du levier de blocage. Le ressort de dégagement doit alors fournir un couple de rappel important approchant les limites d'un dimensionnement raisonnable. La présente invention vise à réduire le couple de rappel que doit exercer le ressort de dégagement d'un mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile. Dans ce but, la présente invention propose qu'un levier de 5 blocage comporte une masselotte d'équilibrage sollicitant ledit levier de blocage vers la position angulaire dégagée. Le mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile selon l'invention présente encore les caractéristiques suivantes: - le ressort de dégagement est monté sur le carter et s'appuie sur une surface de la masselotte de dégagement et une paroi du carter, le levier de blocage pivote autour de l'arbre de dégagement dont l'axe est situé entre le doigt de blocage et la 15 masselotte d'équilibrage, - un ressort de dégagement est monté autour de l'arbre de basculement et en appui contre le doigt de blocage et une paroi d'un carter, - le levier de blocage comporte une excroissance qui coopère avec un levier de commande ayant au moins une position armée qui autorise le blocage de l'arbre de transmission et au moins une position dégagée qui libère la rotation de l'arbre de transmission, -l'excroissance du levier de blocage présente un profil coopérant avec un galet du levier de commande de façon à maintenir ledit levier de blocage dans une position angulaire armée, et - la masselotte d'équilibrage est issue de fonderie avec le levier de blocage. La présente invention s'applique en outre à une boîte de vitesse automatique, caractérisée en ce qu'elle comporte un mécanisme de verrouillage, l'arbre de transmission étant un arbre de sortie de la boite de vitesse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci et non limitatif, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'implantation général, - la figure 2 est une vue selon la flèche A du carter mentionné sur la figure 1, représentant un premier mode de réalisation du dispositif de commande en position dégagée, - la figure 3 correspond au même mode de réalisation en position de freinage avec une vue en coupe du levier de commande, - la figure 4 illustre de façon schématique le même mode de réalisation représenté en trois dimensions en position de freinage, et - la figure 5 illustre un second mode de réalisation de l'invention en position dégagée. Sur la figure 1, le moteur 1, par exemple électrique, d'un véhicule automobile, est associé à un réducteur 2, qui transmet le mouvement aux roues 3 par l'intermédiaire de l'arbre de transmission 4. Celui-ci traverse le carter 5 constituant la paroi frontale du réducteur 2. Sur la face intérieure du carter 5, un évidement 5', ménagé dans la masse de celui-ci, reçoit les pignons d'extrémité 6 et 7 de deux arbres 4 et 4' du mécanisme de réduction. La roue de parking 8 est portée par l'arbre 4 à l'intérieur du carter 5. La figure 2, représentant les éléments de commande disposés sur la face extérieure du carter 5, fait état, en traits interrompus, de l'implantation de l'évidement 5' dans la masse du carter et du bord de la paroi latérale 2' du réducteur 2, sur lequel est en appui le carter 5. Comme indiqué plus haut, la roue de parking 8 est solidaire en rotation de l'arbre de transmission 4. Les dents 8', découpées sur la périphérie de celle-ci, sont destinées à recevoir un doigt de blocage d'un levier de blocage 9 pivotant sur un axe porté par le carter 5. Un ressort de déverrouillage 11, enroulé autour de l'axe 10 du levier de blocage 9, est en appui contre un aménagement, non représenté, du carter 5 et le levier 9 de façon à assurer le retrait de celui-ci lors du déverrouillage de la roue de parking 8. Un levier de commande 12 maintient dans une position déverrouillée, illustrée par les figures 2 et 5, le doigt de blocage en retrait de la roue de parking 8. Comme illustré dans le détail de la figure 3, l'extrémité 13 du levier de blocage 9 est actionnée par un levier de commande 12 pour permettre l'enclenchement du doigt entre deux dents 8' de la roue 8. Ce levier de commande 12 est relié par l'intermédiaire d'une tige métallique 15, à une bielle 17 solidaire d'un axe de commande 16. Le levier de commande 12 comporte en outre une fente 20 qui coopère avec une excroissance 21 d'un guide 18. Ce guide 18 est monté sur l'axe 10 du levier 9 de façon à orienter la course du levier de commande 12 lorsqu'il est actionné. Deux galets 22 et 23 identiques, et de forme générale cylindrique, sont montés sur le levier de commande 12 dans une direction sensiblement parallèle à l'arbre de transmission 4. Ces deux galets 22 et 23 sont libres en rotation autour de leur axe respectif 24 et 25 de façon à ce qu'ils roulent l'un sur l'autre. La distance entre les axes 24 et 25 correspond donc à la valeur du diamètre d'un galet. Le premier galet 24 reste en contact d'une part avec le doigt du levier 9 et d'autre par avec le deuxième galet 23 lors des phases de verrouillage et de déverrouillage de la roue de parking 8. Quant au deuxième galet 23, il reste en contact d'une part avec le premier galet 22 et d'autre part avec le guide 18. L'extrémité 13 du doigt reste en effet toujours en contact avec le deuxième galet 23 puisque le ressort de rappel 11 applique un effort permanent qui redresse le levier 9 contre le galet 23. L'utilisation de ces deux galets 22 et 23 permet d'obtenir un roulement sans glissement entre le doigt et ces derniers. Il n'y pas d'effet de glissement entre ces pièces lorsque l'utilisateur sélectionne la position parking (P), ce qui permet d'en réduire l'effort de dégagement sous charge. De plus, le levier de commande 12 comporte un orifice dans lequel est engagé la tige métallique 15. Cette tige 15 reçoit à son extrémité une butée 26 qui sert d'une part de rail au levier 12 en glissant sur le guide 18 et d'autre part à éviter à la tige 15 de se désengager du levier 12 en position déverrouillée. Le fonctionnement du premier mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en se référant aux figures 2, 3 et 4, illustrant respectivement la situation de ce dispositif lorsque le frein de parking n'est pas verrouillé et lorsqu'il est verrouillé, la figure 4 représentant le dispositif en trois dimensions en position verrouillée. Sur la figure 2, le levier de sélection est en position neutre (N). Le doigt de blocage est alors dégagé de la roue de parking 8. II en est de même lorsque le levier de sélection est en position de marche avant (D) ou de marche arrière (R). En revanche, lorsque le levier de sélection est en position parking (P), conformément aux figures 3 et 4, le frein de parking est verrouillé grâce à l'enclenchement du doigt de blocage entre deux dents 8' sous l'action du levier de commande 12. La chaîne cinématique, permettant d'engager ou de dégager le doigt de blocage, pour actionner le frein de parking, est la suivante. Lorsque l'utilisateur enclenche une vitesse, par exemple lorsqu'il sélectionne la position parking (P), via un sélecteur de commande, non représenté, un moyen de mise en rotation, non représenté, fait pivoter l'axe de commande 16. Celui-ci entraîne alors la bielle 17 qui transmet son mouvement à la tige 15. Sous l'action de la tige métallique 15 et d'un ressort 19 monté sur la tige métallique 15 entre la bielle 17 et le levier 12, celui-ci translate le long du guide 18 dans la direction imposée par l'excroissance 21 coopérant avec la fente 20. Les galets 22 et 23 étant liés au levier 12, le galet 23 roule sur le profil de l'extrémité 13 et contraint le levier 9 qui rentre dans un mouvement de rotation autour de son axe 10. Le doigt s'enclenche alors entre deux dents 8' de la roue 8 pour bloquer l'arbre d'entraînement 4. Le ressort 19 exerce un effort d'armement destiné à enclencher le doigt lorsque la position parking (P) est sélectionnée et que le doigt est face à une dent 8' de la roue 8. En effet, il se peut que le doigt ne puisse s'intercaler entre deux dents 8' et reste coincé contre une dent 8'. Dans ce cas, lorsque le véhicule amorce un mouvement au moment ou l'utilisateur sélectionne la position parking (P), l'arbre 4 pivote en entraînant la roue 8. Le levier de commande 12 est toujours sollicité par l'effort d'armement exercé par le ressort 19 ce qui permet d'enclencher le doigt entre deux dents 8' de la roue 8, lorsqu'il arrive devant un creux. Conformément à l'invention et selon l'ensemble des figures 2, 3, 4 et 5, le doigt de bocage comporte une masselotte d'équilibrage 27 située à l'opposé de l'extrémité 13, la masselotte 27 et l'extrémité 13 étant situés de part et d'autre de l'axe 10. Cette masselotte d'équilibrage 27 permet de rapprocher le centre de gravité de l'ensemble constitué du doigt, du levier de commande 12 et du guide 18 au plus près de l'axe de rotation 10 en agissant sur la forme du doigt de parking par l'ajout d'un contrepoids sur celui-ci. De plus, le couple de rappel que doit exercer le ressort de rappel 11 sur le doigt pour le maintenir dégagé est moindre, ce qui permet de réduire son dimensionnement. Dans un second mode de réalisation illustré par la figure 5, le ressort de rappel 11 est positionné différemment. En effet, ce ressort de rappel 11 qui est généralement un ressort de torsion monté sur l'axe 10 du levier de blocage 9, peut être remplacé par un ressort de compression s'appuyant d'une part sur le levier 9 du côté de la masselotte d'équilibrage 27 et d'autre part sur un aménagement du carter 5 dans lequel est monté le système. De même, ce ressort de compression 11 est de dimensions réduites puisque l'effort de rappel à appliquer sur le doigt est en majorité exercé par la masselotte d'équilibrage 27. Le ressort 11 et la masselotte 27 coopèrent ensemble pour redresser le doigt de blocage en position dégagée. Du fait que la roue de parking est située sur l'arbre d'entraînement 4, les efforts s'appliquant sur les composants du système sont importants. Les composants sont dimensionnés en conséquence et leur masse augmente. La présente invention présente l'avantage de fournir une masselotte d'équilibrage 27 qui vient supporter le ressort de rappel 11. Une telle invention améliore la sûreté de fonctionnement du système de blocage de la roue de parking d'un véhicule et procure une meilleure résistance aux efforts auxquels sont soumis les composants. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile du type comportant: - une roue (8), dite de parking, dentée solidaire en rotation de l'arbre de transmission (4), - un levier de blocage (9) qui porte un doit de blocage susceptible d'être reçu dans un créneau de la roue dentée (8), ledit levier de blocage (9) étant monté basculant autour d'un arbre de basculement (10) entre une position angulaire armée dans la quelle le doigt de blocage s'engage entre deux dents (8') de la roue de parking (8), et une position angulaire dégagée, et - un ressort de dégagement (11) appliquant un effort constant sur le levier de blocage (9) de façon à le repousser vers ladite position angulaire dégagée, caractérisé en ce que le levier de blocage (9) comporte 20 une masselotte d'équilibrage (27) sollicitant ledit levier de blocage (9) vers la position angulaire dégagée. 2. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le ressort de dégagement (11) est monté sur le carter (5) et s'appuie sur une surface de la masselotte de dégagement (27) et une paroi du carter (5) . 3. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le levier de blocage (9) pivote autour de l'arbre de dégagement (10) dont l'axe est situé entre le doigt de blocage et la masselotte d'équilibrage (27). 4. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ressort de dégagement (11) est monté autour de l'arbre de basculement (10) et en appui contre le levier de blocage (9) et une paroi d'un carter (5). 5. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier de blocage (9) comporte une excroissance (13) qui coopère avec un levier de commande (12) ayant au moins une position armée qui autorise le blocage de l'arbre de transmission (4) et au moins une position dégagée qui libère la rotation de l'arbre de transmission (4). 6. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'excroissance (13) du levier de blocage (9) présente un profil coopérant avec un galet (23) du levier de commande (12) de façon à maintenir ledit levier de blocage (9) dans une position angulaire armée. 7. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masselotte d'équilibrage (27) est issue de fonderie avec le levier de blocage (9). 8. Boîte de vitesse automatique, caractérisée en ce qu'elle comporte un mécanisme de verrouillage selon la revendication 1, l'arbre de transmission (4) étant un arbre de sortie de la boite de 30 vitesse (2) .