Brevet FR2884888A1 — publié le 20061027

La présente invention concerne un dispositif de commande de boîte de vitesses pour véhicule automobile. On connaît déjà un tel dispositif de commande utilisant un système de rampes contraignant un ou plusieurs billages non seulement dans le sens de passage des vitesses par rotation de l'axe du levier, mais également dans le sens de la sélection de vitesse par translation de cet axe. Ce dispositif permet d'utiliser le système de billages amont, prévu pour positionner et aider au passage des vitesses, pour également positionner le point mort en sélection et faire office du système de rappel de sélection. Ce principe présente l'avantage de supprimer tous les éléments de rappel de sélection connus dans les boîtes de vitesses tels que des ressorts de rappel et autres éléments de maintien et de positionnement de ces ressorts. Par contre, le système susmentionné présente plusieurs inconvénients. - il utilise deux douilles de billages opposées permettant d'éliminer les efforts radiaux appliqués à l'axe de passage de vitesse, mais du fait de la dissymétrie de réalisation de ce système, due aux dispersions de fabrication, des efforts parasites subsistent et contraignent la translation de l'axe de passage de vitesse; il ne permet pas l'utilisation de rampes de passage dissymétriques suivant les avantages déjà connus par le brevet français n 2 829 549; - il ne permet pas l'utilisation d'un ressort unique dit "auto compensateur" supprimant tout effort parasite sur l'axe du levier de passage de vitesse et permettant l'utilisation de rampes de passage de vitesse dissymétriques comme décrit dans le brevet français n 2 844 568; - l'implantation des deux douilles de billage est relativement encombrante et restreint fortement l'implantation de ce système dans une boîte de vitesses; et l'implantation des rampes de billage sur le doigt de passage implique de changer de doigt de passage si une gestion de plusieurs efforts de sélection est nécessaire notamment dans le cas de l'implantation d'une seule boîte de vitesses sur plusieurs types de véhicules ayant des contraintes d'effort de rappel de sélection différentes. La présente invention propose un dispositif de commande de boîte de vitesses pour véhicule automobile permettant d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs connus. A cet effet, selon l'invention, le dispositif de commande de boîte de vitesses pour véhicule automobile, comprenant au moins: un support, une tige de sélection et de passage allongée suivant un axe longitudinal, un organe menant, tel qu'un doigt de passage de vitesse, porté transversalement par la tige de sélection et de passage, une pluralité d'organes menés commandés par l'organe menant et dont chacun commande une fourchette de la boîte de vitesses, un mécanisme de rappel comprenant au moins une première came et au moins une première bille transmettant à la première came une première force élastique, la première bille coopérant avec la première came pour exercer sur la tige de sélection et de passage, en fonction d'un écart angulaire et/ou axial entre la position de rotation et/ou translation qu'adopte cette tige autour et/ou le long de l'axe longitudinal et sa position neutre, un effort élastique de rappel qui sollicite cette tige vers sa position neutre pour tout écart angulaire et/ou axial, le mécanisme de rappel comprenant en outre au moins une deuxième came et au moins une deuxième bille transmettant à la deuxième came une deuxième force élastique antagoniste à la première force élastique, les première et deuxième billes étant montées respectivement dans des première et deuxième 2884888 3 douilles montées coulissantes parallèlement à un axe transversal à l'axe longitudinal, est caractérisé en ce que les deux douilles sont montées coulissantes dans une cartouche cylindrique fixe commune solidaire transversalement de la tige de sélection, en ce qu'un organe élastique, tel qu'un ressort hélicoïdal de compression, est monté précontraint dans la cartouche cylindrique entre les deux douilles de manière à solliciter les première et deuxième billes respectivement vers les première et deuxième cames suivant les première et seconde forces élastiques de sens inverses l'une de l'autre et opposés à l'axe longitudinal, et en ce que les première et deuxième cames sont liées au support (ou carter). De préférence, les première et seconde cames sont réalisées respectivement dans deux blocs amoviblement fixés au support (ou carter) et interchangeables. Les première et deuxième billes sont diamétralement opposées l'une à l'autre par rapport à l'axe longitudinal de la tige de sélection. Les première et seconde cames comprennent des rampes latérales sensiblement symétriques par rapport à un plan médian passant par l'axe longitudinal et parallèle à l'axe transversal et coopérant avec les billes pour exercer sur la tige un couple de rappel à sa position neutre pour tout écart angulaire de la tige. Les première et seconde cames comprennent également des rampes centrales disposées entre les rampes latérales et coopérant avec les billes pour exercer sur la tige de sélection et de passage un effort élastique de rappel à sa position neutre pour tout écart axial de cette tige. Les rampes sont différentes les unes des autres. Chaque bille est solidaire de l'extrémité correspondante d'une douille en faisant saillie de celle-ci. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de commande conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1 sans le support; - la figure 3 est une vue en perspective du 10 dispositif suivant un angle différent de celui de la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de commande sans le support du doigt de passage de vitesse; - la figure 5 est une vue de dessus suivant la flèche V de la figure 3; - la figure 6 est une vue en perspective de l'ensemble à cartouche de billage et cames à rampes du dispositif de commande; - la figure 7 est une vue en perspective semblable à celle de la figure 6 sans la cartouche; - la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIIIVIII de la figure 3; et - la figure 9 est une vue en coupe suivant la 25 ligne IX-IX de la figure 8. Le dispositif de commande de boîte de vitesses représenté aux figures comprend essentiellement un support 1, une tige de sélection 2, un doigt 3 de passage de vitesse formant organe menant et porté transversalement par la tige de sélection 2, un ensemble d'organes menés (non représenté mais d'un type connu par exemple dans le brevet français n 2 829 549 au nom de la demanderesse) et un mécanisme de rappel 4. La tige de sélection 2 est allongée suivant un axe longitudinal X et montée mobile en rotation autour de l'axe longitudinal X et en translation le long de cet axe, par exemple au moyen de paliers solidaires du support 1. Comme cela est connu, les organes menés prennent un général la forme d'encoches ou de crosses pratiquées dans des barrettes respectives et chacun des organes menés peut être commandé par le doigt de passage 3 de la tige 2 et commandé à son tour, par l'intermédiaire de la barrette qui le porte, une fourchette correspondante (non représentée) de la boîte de vitesses. Pour plus de détails concernant la coopération de la tige de sélection 2 et des organes menés, ainsi que l'action sur la boîte de vitesses, on se reportera au brevet français susmentionné n 2 829 549. De manière à bien comprendre ce qui suit, il suffit de noter que les organes menés peuvent adopter une position de repos dans laquelle ils sont alignés suivant l'axe longitudinal X et que chacun de ces organes peut aussi, par translation suivant un axe transversal Y, adopter deux positions actives de translation disposées symétriquement de part et d'autre de sa position de repos. De même, la tige de sélection 2 initialement placée dans sa position angulairement neutre, est entraînée en rotation par le conducteur du véhicule, dans un sens et dans l'autre, pour adopter l'une ou l'autre de ses deux positions actives de rotation disposées symétriquement de part et d'autre de la position neutre, et pour permettre corrélativement au doigt de passage 3 de passer de sa position de repos à sa première position active ou à sa deuxième position active. Selon l'invention, le mécanisme de rappel 4 comprend une première came 5 portée par un bloc 6 amoviblement fixé au support 1, qui peut être constitué par le carter de la boîte de vitesses, et une première bille 7 portée par la tige de sélection 2, ainsi qu'une seconde came 8 portée par un bloc 9 amoviblement fixé au support 1 et une deuxième bille 10. Chaque bloc 6, 9 peut être amoviblement fixé au support 1 ou au carter de la boîte de vitesses par des tenons cylindriques 6a, 9a s'engageant respectivement dans des perçages du support ou du carter. Les billes 7, 10 sont montées respectivement dans des première et deuxième douilles 11, 12 montées coulissantes suivant l'axe transversal Y dans une cartouche cylindrique fixe 13 solidaire de la tige de sélection 2 transversalement à celle-ci et traversant le support 14, en forme de manchon, du doigt de passage de vitesse 3, en faisant saillie de part et d'autre de ce support, qui est également traversé coaxialement par la tige de sélection 2. Chaque bille 7, 10 est logée et maintenue à l'extrémité de la douille correspondante 11, 12 en faisant saillie de cette extrémité, chaque douille 11, 12 faisant également saillie de la cartouche cylindrique de support 13. Afin de pouvoir tourner librement sur elle-même à l'extrémité de la douille 11, 12, chaque bille 7, 10 est maintenue dans l'extrémité de la douille en appui sur de petites billes 15 disposées au fond du logement de la bille 7, 10. Le mécanisme de rappel 4 comprend en outre un ressort hélicoïdal de compression 16 monté précontraint suivant l'axe Y dans la cartouche cylindrique 13 entre les deux douilles 11, 12, de manière à solliciter élastiquement les billes 7, 10 en appui respectivement sur les deux cames 5, 8 pour transmettre sur ces cames respectivement deux forces élastiques F1 et F2 de sens opposés l'une de l'autre et dirigées à l'opposé de l'axe longitudinal X de la tige de sélection 2. Les deux billes 7, 10 sont diamétralement opposées l'une à l'autre par rapport à l'axe longitudinal X de la tige de sélection 2. La came 5 comprend deux rampes latérales 51 allongées dans la direction de l'axe longitudinal X et sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan médian M passant par l'axe longitudinal X et l'axe transversal Y. Les rampes 51 encadrent une cuvette 52, qui appartient également à la came 5 et est symétrique par rapport au plan médian susmentionné, la cuvette étant également allongée dans la direction de l'axe longitudinal X. La bille 7 s'appuie sur le fond de la cuvette 52 en position neutre de la tige de sélection 2, alors qu'elle s'appuie sur l'une ou l'autre des rampes 51 lorsque la tige de sélection 2 se déplace en rotation vers l'une ou l'autre de ses positions actives. La bille 7 coopère ainsi avec la came 5 pour exercer sur la tige de sélection 2 un couple élastique de rotation autour de l'axe longitudinal X dont le module et le sens dépendent de la précontrainte du ressort 16 et de l'angle que forme, au point de tangence de la bille 7 et de la came 5, la normale à la surface de la came 5 par rapport plan médian M. Lorsque la tige 2 subit une rotation de faible amplitude autour de l'axe longitudinal X par rapport à sa position neutre, et plus précisément une rotation d'amplitude inférieure à celle d'un angle limite déterminé, la bille 7 coopère avec la cuvette 52 de la came 5 pour exercer sur la tige de sélection 2 un couple élastique de rappel qui sollicite cette tige vers sa position neutre. Lorsque la tige 2 a subi, par rapport à sa position neutre, une rotation d'amplitude significative autour de l'axe longitudinal X, et plus précisément une rotation d'amplitude supérieure à celle de l'angle limite, la bille 7 coopère avec l'une ou l'autre des rampes 51 de la came 5 pour exercer sur la tige de sélection 2 un couple élastique d'engagement qui éloigne cette tige de sa position neutre et la sollicite vers l'une ou l'autre de ses positions actives. De même, la came 8 comprend deux rampes latérales 81 allongées dans la direction de l'axe longitudinal X et symétriques l'une de l'autre par rapport au plan médian M passant par l'axe longitudinal X et l'axe transversal Y. Les rampes 81 encadrent une cuvette 82 appartenant également à la came 8 et qui est sensiblement symétrique par rapport au plan médian M en étant également allongées dans la directement de l'axe longitudinal X. Au lieu d'être identiques, les cames 5 et 8 peuvent 10 être différentes l'une de l'autre comme dans le brevet français n 2 829 549. Comme pour la bille 7 et la came 5, dès que la tige de sélection 2 s'est écartée angulairement de sa position neutre d'un angle au moins égal à l'angle limite, la bille 10 coopère avec la came 8 pour exercer sur cette tige un couple élastique d'engagement qui l'éloigne de sa position neutre et qui la sollicite vers l'une de ses positions actives de rotation, de sorte que le couple résultant appliqué à la tige par l'action combinée des billes 7, 10 sur les cames 7, 8 devient un couple d'engagement pour un angle de rotation relativement faible de la tige de sélection 2 par rapport à sa position neutre. Les cames 5 et 8 comprennent également deux rampes centrales 83 situées entre les rampes 51 et 81 de ces cames, c'est-à-dire à un emplacement où se trouvent les cuvettes 52, 82. Les deux rampes 83 de chaque came 5, 8, qui s'étendent en direction parallèle à l'axe longitudinal X de la tige 2, comprennent une rampe supérieure et une rampe inférieure situées de part et d'autre de la partie centrale de la cuvette 52, 82 en étant inclinées de bas en haut pour la rampe supérieure 83 et de haut en bas pour la rampe inférieure 83 vers la tige 2. Ainsi, dès que la tige 2 est déplacée axialement suivant l'axe X à partir de sa position neutre pour sélectionner une vitesse à engager, les billes 7, 10 coopèrent avec les rampes supérieures ou inférieures 83 pour exercer sur la tige 2 deux efforts élastiques parallèles à l'axe X et de même sens ayant tendance à rappeler la tige 2 à sa position neutre. Les rampes latérales 51 et 81 sont avantageusement inclinées de la même manière que les rampes 83. Ainsi, peut-être réalisé un effet en trois dimensions des rampes 51, 81, 83 contraignant les billes non seulement dans le sens du passage des vitesses par rotation de la tige 2, mais également dans le sens de la sélection des vitesses par translation de cette tige. Avantageusement, les rampes de passage et de sélection des cames 5, 8 sont rapportées sur les blocs distincts 6, 9 facilement interchangeables pour être remplacés par des blocs ayant des rampes de passage et de sélection de formes différentes et permettre une gestion de variantes d'efforts de sélection et/ou de passage de vitesse suivant les adaptations spécifiques d'une boîte de vitesses sur plusieurs types de véhicules automobiles. Le montage du dispositif de commande est très simple puisqu'il suffit de passer la tige tubulaire de sélection 2 au travers du support 14 et de monter la cartouche cylindrique 13 et ses douilles 11, 12 à billes 7, 10 au travers du support 14 et de la tige 2 avant de fixer par goupille cet ensemble. En outre, l'encombrement du dispositif de commande en direction parallèle à l'axe Y est extrêmement réduit par rapport aux dispositifs de commande connus. Enfin, le dispositif de commande de l'invention utilise un ressort unique auto-compensateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de boîte de vitesses pour véhicule automobile, comprenant au moins un support (1), une tige de sélection et de passage(2) allongée suivant un axe longitudinal (X), un organe menant, tel qu'un doigt (3) de passage de vitesse, porté transversalement par la tige de sélection et de passage(2), une pluralité d'organes menés commandés par l'organe menant et dont chacun commande une fourchette de la boîte de vitesses, un mécanisme de rappel (4) comprenant au moins une première came (5) et au moins une première bille (7) transmettant à la première came (5) une première force élastique (F1), la première bille (7) coopérant avec la première came (5) pour exercer sur la tige de sélection et de passage(2), en fonction d'un écart angulaire et/ou axial entre la position de rotation et/ou translation qu'adopte cette tige (2) autour et/ou le long de l'axe longitudinal (X) et sa position neutre, un effort élastique de rappel qui sollicite cette tige (2) vers sa position neutre pour tout écart angulaire et/ou axial, le mécanisme de rappel (4) comprenant en outre au moins une deuxième came (8) et au moins une deuxième bille (10) transmettant à la deuxième came (8) une deuxième force élastique (F2) antagoniste à la première force élastique, les première et deuxième billes (7, 10) étant montées respectivement dans des première et deuxième douilles (11, 12) montées coulissantes parallèlement à un axe (Y) transversal à l'axe longitudinal (X), caractérisé en ce que les deux douilles (11,12) sont montées coulissantes dans une cartouche cylindrique fixe commune (13) solidaire transversalement de la tige de sélection (2), en ce qu'un organe élastique (16), tel qu'un ressort hélicoïdal de compression, est monté précontraint dans la cartouche cylindrique (13) entre les deux douilles (11,12) de manière à solliciter les première et deuxième billes (7,10) respectivement vers les première et deuxième cames (5,8) suivant les première et seconde forces élastiques (Fl,F2) de sens inverses l'une de l'autre et opposés à l'axe longitudinal (X), et en ce que les première et deuxième cames (5,8) sont liées au support (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde cames (5,8) sont réalisées respectivement dans deux blocs (6,9) amoviblement fixés au support (1) et interchangeables. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les première et deuxième billes (7,10) sont diamétralement opposées l'une à l'autre par rapport à l'axe longitudinal (X) de la tige de sélection (2). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les première et deuxième cames (5,8) comprennent des rampes latérales (51, 81) sensiblement symétriques par rapport à un plan médian passant par l'axe longitudinal (X) et parallèle à l'axe transversal (Y) et coopérant avec les billes (7, 10) pour exercer sur la tige (2) un couple de rappel à sa position neutre pour tout écart angulaire de la tige (2). 5. Dispositif selon la revendication 4, précédentes, caractérisé en ce que les première et seconde cames (5, 8) comprennent des rampes centrales (83) disposées entre les rampes latérales (51, 81) et coopérant avec les billes (7, 10) pour exercer sur la tige (2) un effort élastique de rappel à sa position neutre pour tout écart axial de la tige (2). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les rampes (51,81), sont différentes les unes des autres. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bille (7,10) est solidaire de l'extrémité correspondante d'une douille (11,12) en faisant saillie de celle-ci.