Brevet FR2884576A1 — publié le 20061020

caractéristiques suivantes. Un groupe de commande pour boîte de vitesses d'un véhicule à moteur, comprend un arbre d'engagement pouvant être commandé en rotation autour de son propre axe longitudinal, une pluralité de dispositifs d'engagement montés sur =L'arbre d'engagement, chaque dispositif d'engagement comprenant un moyen de mise en prise pour venir en prise avec une fourche d'une pluralité correspondante de fourches d'engagement de la boîte de vitesses, et un mécanisme de présélection susceptible de prendre une condition active dans laquelle le moyen de mise en prise est solidaire en rotation avec l'arbre d'engagement et une condition inactive dans laquelle le moyen de mise en prise est désolidarisé en rotation de l'arbre d'engagement; et des moyens de sélection pour changer la condition de fonctionnement des mécanismes de présélection. Dans un mode de réalisation, les moyens de sélection comprennent un arbre à cames de sélection parallèle à l'arbre d'engagement et comportant une pluralité de cames susceptibles chacune d'agir sur un mécanisme de présélection respectif pour changer la condition de fonctionnement de celui-ci. Dans un mode de réalisation, chaque mécanisme de présélection comprend un premier organe mobile pouvant coulisser dans une direction perpendiculaire à l'arbre d'engagement et comportant une partie susceptible de s'accoupler en rotation avec l'arbre d'engagement, un deuxième organe mobile pouvant coulisser dans une direction perpendiculaire à l'arbre d'engagement et comportant une tête susceptible de venir en prise avec l'un desdits moyens de sélection, des premiers moyens élastiques pouvant être comprimés élastiquement entre lesdits premier et deuxième organes mobiles, et des deuxièmes moyens élastiques pouvant être comprimés élastiquement entre le premier organe mobile et un corps rigide intégré audit moyen de mise en prise respectif et solidaire de celui-ci. Dans un mode de réalisation, les premiers moyens élastiques ont une rigidité globale supérieure à la rigidité globale des deuxièmes moyens élastiques. Dans un mode de réalisation, la partie d'accouplement du premier organe mobile est une tige ou un goujon susceptible de pénétrer dans une cavité ou une rainure de l'arbre d'engagement quand le mécanisme de présélection se trouve dans ladite condition activée. Dans un mode de réalisation, l'arbre d'engagement présente une rainure s'étendant longitudinalement susceptible de permettre l'accouplement en rotation de l'arbre d'engagement avec un élément mobile de l'un quelconque des mécanismes de présélection quand celui-ci est dans ladite condition active. Dans un mode de réalisation, les dispositifs d'engagement sont associés de façon fonctionnelle à une paire de surfaces d'épaulement latérales fixes, situées sur des côtés opposés par rapport à un plan longitudinal passant par larbre d'engagement et les moyens de sélection et susceptibles d'empêcher ces dispositifs de tourner autour de l'arbre d'engagement quand les mécanismes de présélection associés sont dans ladite condition inactive. Dans un mode de réalisation, les dispositifs d'engagement sont associés de façon fonctionnelle à une paire de surfaces fixes d'impact, tournées vers l'arbre d'engagement et situées sur des côtés opposés par rapport à un plan longitudinal passant par l'arbre d'engagement et les moyens de sélection, lesdites surfaces d'impact venant en prise avec le deuxième organe mobile de l'un des mécanismes de présélection afin de maintenir celui-ci dans ladite condition active, en opposition à l'action desdits moyens élastiques, quand le dispositif d'engagement associé est tourné de façon solidaire à l'arbre d'engagement. Les caractéristiques structurelles et fonctionnelles d'une forme de réalisation préférée, mais non limitative, de l'invention, vont à présent être décrites; on se réfère aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1. est une vue en perspective schématique en coupe partielle d'un l'invention; les figures 2 à 7 schématiques du groupe de changement de vitesse; les figures 8 et 9 sont des vues en coupe de l ' un des mécanismes du groupe selon l'invention dans deux positions de fonctionnement différentes; les figures 10 à 13 sont coupe des positions prises par selon l'invention dans différentes conditions de fonctionnement. Si l'on se réfère aux figures, quatre fourches (Fa, Fb, Fc, Fd) d'engagement d'une boîte de vitesses sont commandées par quatre dispositifs d'engagement respectifs lOa à 10d, comportant chacun un doigt d'engagement lla à lld susceptible de venir en prise avec l'une des fourches. Les dispositifs d'engagement sont montés côte à côte sur un arbre d'engagement 12 commandé en rotation autour de son propre axe par un actionnement électrique (non illustré). Dans chaque dispositif d'engagement, le doigt d'engagement est solidaire, ou formé de façon intégrée, avec un corps d'engagement respectif 13a à 13d qui est monté de façon à pouvoir tourner sur l'arbre 12. Sur chaque corps d'engagement 13a à 13d est monté un mécanisme de présélection:14a à 14d, décrit en détail plus loin, qui sert à accoupler et à désengager en rotation le corps groupe de commande selon sont des vues en perspective la figure 1 dans une séquence de des vues schématiques en les mécanismes du groupe d'engagement respectif vis-à-vis de l'arbre 12. Dans la condition accouplée, la rotation de l'arbre 12 et du dispositif d'encagement solidaire en rotation avec celui-ci déplace le doigt respectif transversalement par rapport à la direction - définie ici comme étant longitudinale - de l'arbre 12, peur déplacer l'une des fourches Fa à Fd. Dans la présente description et dans les revendications, les termes indiquant des positions et des orientations, telles que "radial", "transversal", ou "axial" et "longitudinal" sont compris comme se référant à l'axe de l'arbre d'engagement 12. Comme cela est mieux illustré dans les figures 8 et 9, chaque mécanisme de présélection 14 comprend deux organes 15, 16, coulissant en va-et- vient dans une direction perpendiculaire à l'arbre d'engagement 12, un ressort de compression primaire 17 et un ou deux ressorts de compression secondaires 18, 19. Les mouvements des mécanismes 14 sont déterminés par la position angulaire d'un arbre à cames de sélection 20 qui s'étend parallèlement à l'arbre d'engagement 12, et par la position angulaire de l'arbre 12 lui-même, qui comporte une rainure longitudinale S. L'arbre de sélection 20 comporte un certain nombre de cames 21a à 21d dont le nombre correspond à celui des plages de la boîte de vitesses (qui, dans cet exemple, est de quatre), distantes angulairement et longitudinalement les unes des autres. Les quatre dispositifs d'engagement 10a à 10d sont. disposés sur l'arbre d'engagement 12 de telle sorte que chacun des mécanismes 14a à 14d soit aligné transversalement avec une came respective 21a à 21d. Dans la forme de réalisation préférée illustrée dans les figures 8 et 9, le premier organe mobile du mécanisme 14 est un goujon 15 en forme de T avec une tige transversale 151 comportant une extrémité radialement intérieure 152 susceptible de venir en prise avec la rainure S, et deux ailes latéralement opposées 153, 154. La tige 151 est reçue de façon à pouvoir coulisser dans un perçage radial 131 formé dans le corps d'engagement 13. Le deuxième organe mobile 16 constitue une tête 161 avec une surface extérieure convexe 162 et deux colonnes transversales parallèles 163, 164 situées sur des côtés opposés par rapport à la tige 151 et reçues dans deux perçages borgnes transversaux 133, 134 du corps d'engagement 13. Le ressort primaire 17, qui a une rigidité supérieure à la rigidité globale des deux ressorts secondaires 18 et 19, est interposé radialement entre les deux organes 15 et 16. Les ressorts secondaires 18, 19 sont interposés radialement entre le fond des perçages borgnes 133, 134 du corps 13 et les ailes 153, 154 du premier organe mobile 15. La figure 8 représente un mécanisme de présélection 14 dans une condition active dans laquelle le doigt d'engagement 11 qui sert à venir en prise avec l'une des fourches F est solidaire en rotation avec l'arbre d'engagement 12 du fait que l'extrémité 152 du vient en prise avec la rainure S de l'arbre 12. 9, le mécanisme de présélection 14 est dans inactive, parce que le goujon 15 ne vient avec la rainure S de l'arbre d'engagement, goujon 15 En figure condition en prise que, par une pas et conséquent, le corps 13 et le doigt d'engagement 11 sont désolidarisés en rotation de l'arbre 12. Les dispositifs d'engagement 10a à 10d sont protégés par une enceinte rigide et fixe 22 avec une fente longitudinale supérieure 23 qui permet aux cames de l'arbre de sélection 20 de venir en prise avec les têtes mobiles 161a à 161d des mécanismes 14a à 14d (figures 1 et 2 à 7). Pour des raisons qui apparaîtront clairement par la suite, l'enceinte 22 a une surface inférieure concave 24 (mieux visible dans les figures 10 à 13) qui, en son 2884576 7 centre, peut former un siège 25 avec deux surfaces d'épaulement latérales opposées 26 susceptibles d'empêcher des rotations indésirables des corps 13a à 13d. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. On décrit tout d'abord le passage du point mort à la première vitesse (figures 2 et 3), puis un changement de vitesse de la première à la cinquième, dans un but purement explicatif (figures 4 à 7). En figure 2, la boîte de vitesses est au point mort. Les fourches Fa à Fd sont alignées longitudinalement et la rainure S de l'arbre d'engagement 12 est tournée vers le haut. On fait tourner l'arbre de sélection 20 de telle sorte que la carne 21a qui sélectionne la plage de la lère et de la 2ème vitesses soit orientée vers le bas, abaissant la tête 161a du mécanisme 14a. Le dispositif 10a se trouve dans la condition active illustrée en figure 8. Le ressort primaire 17, plus rigide, pousse vers le bas le premier organe mobile 15, de façon à vaincre l'action élastique des ressorts secondaires 18, 19, moins rigides. La tige 151 pénètre dans la rainure S, grâce à quoi le corps 13a est accouplé en rotation avec l'arbre d'engagement 12. La plage des lère/2ème vitesses est ainsi sélectionnée. Les dispositifs 10b, 10c et 10d sont dans la condition inactive représe:ztée de façon schématique en figure 10. On fait ensuite tourner l'arbre d'engagement 12 dans le sens indiqué par la flèche A (figure 3), et le corps 13a tourne de façon solidaire avec l'arbre 12, déplaçant transversalement la fourche Fa. La première vitesse est engagée. Comme illustré en figure 11, la surface intérieure 24 de l'enceinte empêche la tête 16la de s'étendre, et, grâce au ressort 17a, maintient le goujon 15 en prise dans la rainure S. Les dispositifs de présélection 10b, 10c, 10d des autres plages se trouvent dans la polit:_on inactive illustrée en figure 12, désolidarisés en rotation de l'arbre d'engagement 12. Les 2884576 8 ressorts primaires 17b, 17c, 17d sont tous étendus, les têtes 161b, 161c, 161d sont poussées dans le siège central 25, où les épaulements latéraux 26 maintiennent les dispositifs 10b, 10c, 10d en position correcte avec leurs têtes reçues dans la fente 23. Pour passer de la 1ère vitesse à la 5ème, à la suite d'une commande communiquée par le conducteur, on fait tourner l'arbre de sélection 20, par exemple de 1800, par l'intermédiaire d'un actionnement (non illustré) de telle sorte que la came 21c de sélection de la plage de la 5ème et de la 6ème vitesses soit orientée vers le bas (figure 4). Comme illustré de façon schématique en figure 13, la tête 161c du mécanisme 10c est abaissée, comprimant le ressort primaire 17a, mais le goujon 15c ne peut pas venir en prise avec la rainure S, parce que la première vitesse est encore engagée, et que l'arbre 12 tourne encore. La plage des 5eme et 6ème vitesses est par conséquent présélectionnée. Ensuite, la friction est débrayée, et, dès que la boîte de vitesses est mise en position de point mort (figure 5) grâce à la rotation de l'arbre d'engagement 12, les ressorts 17 à 19 du mécanisme 10a sont libres de s'étendre, parce que la came 21a est tournée vers le haut. Ces ressorts soulèvent la tête 161a (figure 6) et désengagent le goujon 15a de la rainure S. En même temps, le ressort principal pré-sollicité 17c du mécanisme 10c se détend et pousse le goujon 15c dans la rainure S, comprimant les ressorts secondaires 18c et 19c. La plage des Sème et 6ème vitesses est alors sélectionnée. On fait alors tourner l'arbre d'engagement 12 dans le sens indiqué par la flèche B (figure 7), et le corps 13c tourne de façon solidaire avec l'arbre 12, déplaçant transversalement la fourche Fc. La cinquième vitesse est engagée. On appréciera le fait que la sélection de la plage de 35 la vitesse que l'on souhaite engager s'effectue au même moment que celui où la boîte de vitesses est mise au point mort. Par rapport à la technique existante décrite dans l'introduction, on élimine ainsi un temps mort, et le passage d'une vitesse à une vitesse d'une plage différente se produit plus rapidement, avec en conséquence une augmentation du confort de conduite et des performances du véhicule. L'invention ne vise pas à être limitée par la forme de réalisation décrite et illustrée ici, qui est donnée comme devant être ccnsidérée comme un exemple du groupe; l'invention est. en outre susceptible de subir des modifications ccncernant la forme et les dispositions des parties, les détails de construction et de fonctionnement, comme cela apparaîtra clairement aux personnes ayant une bonne connaissance de la technique. En particulier, l'arbre à cames de sélection 20 pourrait être remplacé par des moyens de sélection équivalents, par exemple par une pluralité de dispositifs d'actionnement longitudinalement espacés et agissant transversalement de façon sélective sur les mécanismes de présélection des différentes plages, ou par un ou plusieurs organes presseurs commandés de façon à se déplacer parallèlement à l'arbre d'engagement et à se déplacer transversalement pour agir sur n'importe lequel des mécanismes de présélection. REVENDICATIONS 1. Groupe de commande pour une boîte de vitesses d'un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un arbre d'engagement (12) pouvant être commandé en rotation autour de son propre axe longitudinal; -une pluralité de dispositifs d'engagement (l0a à 10d) montés sur l'arbre d'engagement, chaque dispositif d'engagement comprenant: un moyen de mise en prise (lla à lld) pour venir en prise avec une fourche d'une pluralité correspondante de fourches d'engagement (Fa à Fd) de la boîte de vitesses, et un mécanisme de présélection (14a à 14d) susceptible de prendre une condition active dans laquelle le moyen de mise en prise (lla à lid) est solidaire en rotation avec l'arbre d'engagement (12) et une condition inactive dans laquelle le moyen de mise en prise est désolidarisé en rotation de l'arbre d'engagement des moyens de sélection (20, 21a à 21d) pour changer la condition de fonctionnement des mécanismes de présélection (14a à l4d). 2. Groupe de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de sélection comprennent un arbre à carnes de sélection (20) parallèle à l'arbre d'engagement (:L2) et comportant une pluralité de cames (21a à 21d) susceptibles chacune d'agir sur un mécanisme de présélection respectif (14a à 14d) pour changer la condition de fonctionnement de celui-ci. 3. Groupe de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque mécanisme de présélection (14a à 14d) comprend: un premier organe mobile (15) pouvant coulisser dans une direction perpendiculaire à l'arbre d'engagement (12) et comportant une partie (152) susceptible de s'accoupler en rotation avec l'arbre d'engagement (12), un deuxième organe mobile (16) pouvant coulisser dans une direction perpendiculaire à l'arbre d'engagement (12) et comportant ur..e tête (161) susceptible de venir en prise avec l'un desdits moyens de sélection (21a à 21d), des premiers moyens élastiques (17) pouvant être comprimés élastiquement entre lesdits premier et deuxième organes mobiles (15, 16), et des deuxièmes moyens élastiques (18, 19) pouvant être comprimés élastiquement entre le premier organe mobile (15) et un corps rigide (13) intégré audit moyen de mise en prise respectif (11) et solidaire de celui-ci. 4. Groupe de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premiers moyens élastiques (17) ont une rigidité globale supérieure à la rigidité globale des deuxièmes moyens élastiques (18, 19). 5. Groupe de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie d'accouplement (152) du premier organe mobile (15) est une tige ou un goujon susceptible de pénétrer dans une cavité ou une rainure (S) de l'arbre d'engagement (12) quand le mécanisme de présélection (1.4) se trouve dans ladite condition activée. 6. Groupe de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'engagement (12) présente une rainure s'étendant longitudinalement (S) susceptible de permettre l'accouplement en rotation de l'arbre d'engagement (12) avec un élément mobile (15a à 15d) de l'un quelconque des mécanismes de présélection (14a à 14d) quand celui-ci est dans ladite condition active. 7. Groupe de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs d'engagement (l0a à 10d) sont associés de façon fonctionnelle à une paire de surfaces d'épaulement latérales fixes (26), situées sur des côtés opposés par rapport à un plan longitudinal passant par l'arbre d'engagement (12) et les moyens de sélection (20) et susceptibles d'empêcher ces dispositifs de tourner autour de l'arbre d'engagement (12) quand les mécanismes de présélection associés (14a à 14d) sont dans ladite condition inactive. 8. Groupe de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dispositifs d'engagement (l0a à 10d) sont assoc:_és de façon fonctionnelle à une paire de surfaces fixes d'impact (24), tournées vers l'arbre d'engagement (12) et situées sur des côtés opposés par rapport à un plan longitudinal passant par l'arbre d'engagement (12) et les moyens de sélection (20), lesdites surfaces d'impact (24) venant en prise avec le deuxième organe mobile (16) de l'un des mécanismes de présélection (14a à 14d) afin de maintenir celui-ci dans ladite condition active, en opposition à l'action desdits moyens élastiques (17 à 19), quand le dispositif d'engagement associé (l0a à 10d) est tourné de façon solidaire à l'arbre d'engagement (12).