Brevet FR2892788A1 — publié le 20070504

Dispositif et procédé de commande de boîte de vitesses. L'invention concerne le domaine des dispositifs et des procédés de commande manuelle de boîtes de vitesses, en particulier des dispositifs de transmission entre un levier de vitesses et un synchroniseur de boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile. Dans une boîte de vitesses, il est courant que les rapports soient enclenchés par un levier de vitesses déplaçant un baladeur de synchroniseur contre un pignon tournant fou sur un arbre. Le jeu axial avec lequel est monté le pignon fou est généralement important, de l'ordre de plusieurs dixièmes de millimètre, pour permettre une bonne lubrification même avec de l'huile froide. Lorsque le moteur décélère, le couple transmis par la boîte de vitesses s'inverse. On passe brutalement d'une configuration où le moteur entraîne le véhicule à une configuration où le véhicule entraîne le moteur. Les pignons sont souvent munis de dentures hélicoïdales de sorte que lors des inversions de couple, le pignon fou parcourt brutalement tout le jeu axial de montage. Le baladeur de synchroniseur étant souvent en appui sur le pignon, un choc brutal est transmis via les fourchettes jusqu'au levier de changement de vitesse. En raison du rapport de démultiplication, le choc d'inversion de couple peut provoquer des chocs de plusieurs millimètres sur le pommeau du levier de vitesses. La demande de brevet GB 2 364 752 (Hyundai) a décrit un dispositif de changement de vitesse qui réduit la transmission des vibrations transmises au levier de vitesses. Dans le dispositif décrit, un rail de changement de vitesse entraînant un synchroniseur est déplacé par un doigt, un jeu est ménagé entre le doigt et le rail. Lorsque le doigt est dans sa position enclenchée, le rail a été déplacé dans une position 2 où une bille appuie transversalement sur une pente inclinée, forçant le rail à poursuivre sa course vers sa direction enclenchée après que le doigt soit stabilisé. Il en résulte un jeu minimal entre le doigt et le rail. Une vibration, subie par le synchroniseur, n'est pas transmise en retour vers le levier de vitesses. L'inconvénient de ce type de dispositif est que le jeu nécessaire entre le doigt et le rail est supérieur à l'amplitude de la vibration que l'on veut isoler. S'agissant des chocs dus aux inversions de couple, le jeu nécessaire est de plusieurs dixièmes de millimètres. Le dispositif décrit nécessite de rajouter ce jeu supplémentaire dans la transmission, ce qui crée un flou dans le levier de vitesse désagréable pour le conducteur. Par ailleurs, la demande de brevet EP 0 733 814 (Fiat) a décrit un dispositif de positionnement des câbles éliminant les jeux dans les câbles de transmission, en particulier dans les câbles utilisés pour les leviers de vitesses de véhicule à moteur. Le dispositif décrit comprend un élément tubulaire solidaire de la gaine du câble de transmission et muni de deux pentes inclinées de part et d'autre d'une zone centrale. Des pattes élastiques, solidaires de l'âme du câble, appuient sur la zone centrale de l'élément tubulaire lorsque la transmission est en position neutre. Le sens des pentes est tel que, lorsque le câble sort de la position neutre pour aller vers une position d'enclenchement, les pattes élastiques aident à l'enclenchement. Ce dispositif permet de combler les jeux axiaux en aval du dispositif et stabilise le levier de vitesses. L'inconvénient de ce dispositif est que, si les jeux sont comblés jusqu'au synchroniseur, les vibrations subies par ce synchroniseur sont transmises en amont. L'invention propose un dispositif de transmission entre un levier de vitesse et un synchroniseur de boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile qui remédie aux problèmes précédents. En 3 particulier, le dispositif de l'invention permet d'isoler les vibrations subies par le synchroniseur et notamment les chocs dus aux inversions de couple. Le dispositif réalise cette isolation sans créer de jeu supplémentaire dans la transmission et ceci de manière simple. Selon un mode de réalisation, le dispositif de commande de boîte de vitesses, notamment pour véhicule automobile monté entre un levier de vitesses et un synchroniseur, comprend une chaîne de composants de transmission apte à transmettre, avec jeu, un effort axial à un composant adjacent, la chaîne présentant une position de point mort et une position enclenchée. Un moyen d'enclenchement est apte, lorsque la chaîne n'est pas en position de point mort, à générer un effort axial sur un composant de transmission principal, en direction de la position enclenchée, avec une intensité supérieure à un seuil. Le dispositif comprend un moyen de rappel apte, lorsque la chaîne n'est pas en position de point mort, à générer un effort axial sur un composant de transmission auxiliaire situé entre le levier de vitesses et le composant principal, l'effort étant généré en direction de la position de point mort avec une intensité inférieure au seuil précité. Dans un tel dispositif, le moyen d'enclenchement maintient le levier de vitesses dans sa position enclenchée. Le moyen de rappel dilate la chaîne de transmission entre le composant principal et le composant auxiliaire, permettant de cumuler les jeux naturels entre chacun des composants éventuels situés entre le composant auxiliaire et le composant principal. Ainsi, la somme de ces jeux naturels permet d'atteindre un décalage de plusieurs dixièmes de millimètre du composant auxiliaire. Cela permet d'isoler le pignon, soumis à une inversion de couple, du composant auxiliaire. Les jeux naturels suffisent de sorte que le flou de la transmission ramenée au levier de vitesse est réduit et cela de manière simple. 4 Avantageusement, le composant auxiliaire n'est pas immédiatement adjacent du composant principal, le moyen de rappel permettant de cumuler tous les jeux axiaux entre le composant auxiliaire et le composant principal. Selon un mode de réalisation, le moyen d'enclenchement comprend une pièce solidaire de la boîte de vitesses et une pièce mobile, l'une des deux pièces présentant une gorge torique et deux pentes coniques s'étendant de part et d'autre de la gorge torique, l'autre pièce étant munie d'une bille poussée transversalement par un ressort contre les pentes coniques. Selon un autre mode de réalisation, le composant principal faisant partie de la boîte de vitesses, un des composants de transmission est un câble gainé souple, terminé par une tige de boîte faisant saillie d'une extrémité de la gaine solidaire de la boîte de vitesses. Avantageusement, le composant auxiliaire comprend la tige de boîte, le moyen de rappel comprenant un système élastique (ressort, cylindre, bloc) reliant le composant auxiliaire à un corps solidaire de la boîte de vitesses. Selon encore un autre mode de réalisation, le procédé de transmission entre un levier de vitesse et un synchroniseur de boîte de vitesse, notamment pour véhicule automobile, utilisant une chaîne de composants de transmission d'effort axial, présentant une position de point mort et une position enclenchée, comprend une étape où on actionne le levier pour déplacer la chaîne hors de sa position de point mort, on exerce un effort axial sur un composant principal dans la direction de la position enclenchée de la chaîne afin de rattraper les jeux axiaux avals entre le composant principal et le synchroniseur, on retient, avec un effort moindre, un des composants en amont du composant principal de manière à cumuler les jeux axiaux entre les deux composants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à 5 titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure unique est une représentation schématique d'un dispositif de transmission selon l'invention. Comme illustré sur la figure, un levier de vitesses 1 articulé autour d'une rotule 2 possède un pommeau par où un conducteur peut le manipuler. Le pommeau peut être déplacé de droite à gauche selon un mouvement dit de sélection . Il peut également être déplacé d'avant en arrière selon un mouvement dit de passage . Ainsi, par exemple, l'enclenchement du rapport de première nécessite un déplacement de sélection du pommeau vers la gauche, puis un déplacement de passage vers l'avant. Les mouvements de passage et de sélection sont transmis par une chaîne de transmission de passage 3 et une chaîne de transmission de sélection 4. La chaîne de transmission de passage 3 va depuis le levier de vitesses 1 jusqu'à un baladeur synchroniseur 5. Seul le début de la chaîne de transmission de sélection est représenté sur la figure. La chaîne 3 de transmission de passage comprend un câble gainé 6 situé à l'extérieur d'une boîte de vitesses 7, un levier de passage 8 traversant à l'intérieur de la boîte de vitesses 7, un module de commande interne 9, un ensemble de fourchettes 10 et un synchroniseur 11. La chaîne 3 de transmission de passage est composée d'une succession de composants de transmission mobiles, généralement associés à un élément de guidage. Le premier composant de transmission est un composant de transmission auxiliaire 6a comprenant une âme de câble 12 associée, à une extrémité, à une tige de levier 13 et à l'autre 6 extrémité à une tige de boîte 14 terminée par un embout de câble 15. L'élément de guidage associé à ce premier composant de transmission 6a comprend une gaine 16, un arrêt de câble 17 et une embase 18 de fixation de l'arrêt de câble 17 sur la boîte de vitesses 7. L'âme de câble 12 est souple et les tiges 13 et 14 sont rigides et recouvertes par la gaine 16 sur une longueur supérieure à la course possible du premier composant de transmission 6a. Ainsi, lorsque le pommeau se déplace pour enclencher un rapport de seconde, la tige de levier 13 est poussée à l'intérieur de la gaine 16 et la tige de boîte 14 est poussée à l'extérieur de la gaine 16, sans toutefois en sortir. Un système élastique (ressort, cylindre, bloc) 19 entoure une partie de la tige de boîte 14 et est fixé, d'un côté à l'embout de câble 15, et de l'autre côté à l'arrêt de câble 17. L'embout de boîte 15 présente un logement de garniture 20. Un deuxième composant de transmission est composé par une garniture 21 de l'embout de boîte 15. La garniture 21 est guidée dans le logement de l'embout 20 et présente un logement femelle 22. Le levier de passage 8 constitue un troisième composant de transmission. Le levier de passage 8 est rigide et comprend une partie 23 extérieure à la boîte de vitesses 7 munie d'une rotule 24 apte à être introduite dans le logement femelle 22 et une partie intérieure à la boîte de vitesses 7 comprenant un axe de passage 25 et un doigt de passage 26. Un alésage 27, dans lequel est guidé l'axe de passage 25, constitue l'élément de guidage de ce troisième composant de transmission. Le module de commande interne 9 comprend un axe de sélection 28 fixé rigidement dans un carter de la boîte de vitesses 7, autour duquel peut coulisser en translation et en rotation un quatrième composant de transmission principal 29. L'axe de sélection 28 présente une gorge torique 30 et deux pentes coniques 31a et 31b coaxiales. Le sens de la pente conique est tel que le grand diamètre est du côté de la gorge 7 torique et les petits diamètres sont distants de part et d'autre de la gorge torique. Le composant de transmission principal 29 comprend, dans sa partie extérieure, un cavalier 32 dans lequel peut pénétrer le doigt de passage 26. Une cartouche de billage 33, solidaire du composant de transmission principal 29, comprend une bille 34 et un ressort 35 apte à pousser la bille 34 dans une direction perpendiculaire à l'axe de sélection 28. La bille 34 peut rouler dans la gorge torique 30 ou sur les pentes coniques 31a ou 31b. La cartouche de billage 33 est fixée dans le composant principal 29. Le composant de transmission principal 29 comprend également un bras principal 36 apte à pousser ou tirer une fourchette ou une autre selon la position angulaire du composant de transmission principal 29 imposée par la transmission de sélection 4. Une fourchette 37 est guidée en translation sur un axe de fourchette 38 et peut pousser ou tirer le baladeur de synchroniseur 5, et constitue un cinquième composant de transmission. Le baladeur de synchroniseur 5 est guidé en translation sur un moyeu de synchroniseur solidaire d'un arbre de la boîte de vitesses 7. Le baladeur 5 vient en appui sur un pignon 39 lorsqu'une vitesse est enclenchée. On va maintenant décrire l'effet du système élastique (ressort, cylindre, bloc) 19. La chaîne de transmission de passage 3 est représentée sur la figure en position neutre. Lorsque le conducteur déplace le pommeau en direction du rapport de seconde, la tige de levier 13 est poussée à l'intérieur de la gaine 16, et l'axe du logement 20 de l'embout 15 se déplace depuis une position 40 correspondant au point mort à une position 41 correspondant à l'enclenchement du rapport de seconde. La rotule 24 du levier de passage 8 se déplace également vers la gauche de la figure et le doigt de passage 26 se déplace vers la droite. La bille 34 sort de la gorge torique 30 et se déplace sur la pente conique 8 droite 31b. Le bras 36 pousse vers la droite la fourchette 37 et le baladeur de synchroniseur 5 vient en contact avec le pignon 39. La cartouche de billage 33, solidaire du composant de transmission principal mobile 29, ainsi que la pente conique 31b de l'axe de sélection 28 solidaire de la boîte de vitesses 7, constituent un moyen d'enclenchement 42 apte, lorsque la chaîne de transmission de passage 3 n'est pas en position de point mort 40, à générer un effort axial sur le composant de transmission principal 29 en direction de la position enclenchée du composant de transmission principal 29 et de chacun des composants de transmission de la chaîne de transmission 3. C'est-à-dire qu'il n'y a pas de jeu entre la fourchette 37 et le baladeur de synchroniseur 5, ni entre le bras principal 36 et la fourchette 37. Le système élastique (ressort, cylindre, bloc) 19, solidaire d'un côté du composant auxiliaire 6a et de l'autre de la boîte de vitesses 7, constitue un moyen de rappel 43. Le moyen de rappel 43 tend à ramener le composant auxiliaire 6a vers la position de point mort 40, avec un effort inférieur à l'effort d'enclenchement exercé par le moyen d'enclenchement 42, de sorte que l'ensemble de la chaîne de transmission 3 est maintenu dans sa position enclenchée 41 dès que le conducteur a forcé la bille 34 à sortir de la gorge torique 30. Les positions enclenchées sont représentées en pointillés sur la figure. Le système élastique (ressort, cylindre, bloc) de rappel 19 tire l'embout de boîte 15 vers la droite de la figure, de sorte que le jeu existant entre la garniture 21 et le logement 20 de l'embout est reporté sur le côté droit de la garniture 21, c'est-à-dire dans le sens d'un déplacement de la garniture 21 vers la position de point mort 40. Il en est de même pour le jeu existant entre la rotule 24 et le logement femelle 22 et pour le jeu entre le doigt de passage 26 et le cavalier 32. L'effet du système élastique (ressort, cylindre, bloc) 19 de rappel est de 9 dilater la chaîne 3 de transmission entre le composant de transmission principal 29 et le composant de transmission auxiliaire 6a. Ainsi, en cas d'inversion de couple, due par exemple à une décélération brutale du moteur, le pignon 39 est déplacé sur la gauche de la figure et tend brutalement à ramener le baladeur de synchroniseur vers sa position de point mort. Ce choc d'inversion est transmis du pignon 39 jusqu'au composant principal 29. En revanche, grâce au système élastique (ressort, cylindre, bloc) de rappel 19, ce choc n'est pas retransmis au composant auxiliaire 6a, car la somme des jeux cumulés entre le composant de transmission principal 29 et auxiliaire 6a est supérieure au déplacement du pignon 39. REVENDICATIONS 1-Dispositif de commande de boîte de vitesses (7), notamment pour véhicule automobile monté entre un levier de vitesses (1) et un synchroniseur (11), comprenant une chaîne (3) de composants de transmission, apte à transmettre, avec jeu, un effort axial à un composant adjacent, la chaîne (3) présentant une position de point mort (40) et une position enclenchée (41), comprenant également un moyen d'enclenchement (42) apte, lorsque la chaîne (3) n'est pas en position de point mort (40), à générer un effort axial sur un composant de transmission principal (29) en direction de la position enclenchée avec une intensité supérieure à un seuil, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un moyen de rappel (43) apte, lorsque la chaîne (3) n'est pas en position de point mort (40), à générer un effort axial sur un composant de transmission auxiliaire (6a), situé entre le levier de vitesses (1) et le composant principal (29), l'effort étant généré en direction de la position de point mort (40) avec une intensité inférieure au seuil précité. 2-Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le composant de transmission auxiliaire (6a) n'est pas immédiatement adjacent du composant principal (29), le moyen de rappel (43) permettant de cumuler tous les jeux axiaux entre le composant auxiliaire (6a) et le composant principal (29). 3-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen d'enclenchement (42) comprend une pièce (28) solidaire de la boîte de vitesses (7) et une pièce mobile (29), l'une des deux pièces présentant une gorge torique (30) et deux pentes coniques (31a, 31b) s'étendant de part et d'autre de la gorge torique (30), l'autre pièce (29) étant munie d'une bille (34), apte à être poussée 11 transversalement par un ressort (35) contre les pentes coniques (31a, 3 lb). 4-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant principal (29) faisant partie de la boîte de vitesses (7), un des composants de transmission est un câble (6a) gainé souple, terminé par une tige (14) de boîte faisant saillie d'une extrémité de la gaine (16) solidaire de la boîte de vitesses (7). 5-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant auxiliaire (6a) comprend la tige (14) de boîte, le moyen de rappel (43) comprenant un système élastique (ressort, cylindre, bloc) (19) reliant le composant auxiliaire (6a) à un corps (17) solidaire de la boîte de vitesses (7). 6-Procédé de commande de boîte de vitesses (7), notamment pour véhicule automobile monté entre un levier de vitesses (1) et un synchroniseur (11), utilisant une chaîne (3) de composants de transmission d'effort axial, présentant une position de point mort (40) et une position enclenchée (41), dans lequel on actionne le levier (1) pour déplacer la chaîne (3) hors de sa position de point mort (40), on exerce un effort axial sur un composant principal (29) dans la direction de la position enclenchée (41) de la chaîne (3) afin de rattraper les jeux axiaux avals entre le composant principal (29) et le synchroniseur (11), caractérisé par le fait qu'on retient, avec un effort moindre, un (6a) des composants en amont du composant principal (29) de manière à cumuler les jeux axiaux entre les deux composants (29, 6a).