Brevet FR2893548A1 — publié le 20070525

Dispositif d'assistance mécanique de passaqe de vitesse L'invention se situe dans le domaine de l'agrément de conduite et plus précisément l'amélioration de la sensation de qualité ressentie lors de la manipulation des commandes de boîtes de vitesses manuelles à l'aide d'un dispositif d'assistance mécanique de passage de vitesses. Le problème à résoudre lors du passage de vitesse est le mauvais ressenti par le conducteur des pics d'efforts au pommeau ponctuant le passage d'une vitesse à l'autre notamment en phase crabotage, mais aussi au cours des différentes phases du passage de vitesse telles que le Io décrabotage, la traversée du cran de point mort, l'armement et la synchronisation. Actuellement plusieurs solutions ont été proposées pour améliorer le ressenti lors du passage de vitesse par le conducteur : - diminution de la traînée d'arbre primaire : cela augmente 15 l'encombrement de la boîte de vitesses et de plus les performances sont limitées notamment pour les températures faibles, - diminution des efforts de crabotage par diminution des dièdres : avec cette solution les performances sont limitées par le compromis fiabilité/durabilité de tenue des dièdres, 20 - augmentation de ravalement de commande interne : les performances sont limitées par le compromis intra/inter prestations qui sont l'effort de dégagement et le bruit au passage de vitesse, - augmentation de l'inertie fixe du levier de boîte de vitesses : dans ce cas les performances sont limitées par l'augmentation de la masse liée et 25 par l'augmentation du volume occupé sous capot, - augmentation de la filtration de la commande externe : cela limite les performances par la diminution de la raideur en fin de course, par l'augmentation du volume occupé dans le poste de conduite, par le compromis fiabilité/durabilité des éléments filtrants et par la capacité 30 intrinsèque des éléments filtrants. - augmentation de la masse du pommeau de levier de vitesses : mais la faisabilité technique de cette solution est limitée par la préhension du pommeau. On peut citer notamment les brevets EP 0 579 532, EP 1 482 213 et 5 US 5 452 623 qui se situent dans ce domaine technique. Le brevet EP 0 579 532 propose un mécanisme d'articulation élastique des organes de commande du passage des vitesses. Ce brevet concerne donc un dispositif d'assistance au passage des vitesses à commande par câbles ou par tringles sur une boîte de vitesses, à l'intérieur to de laquelle les ordres de passage sont transmis par un axe de commande de passage entraîné en rotation par le câble ou la tringle de commande. Le dispositif est caractérisé en ce que la liaison mécanique entre le câble ou la tringle de commande de passage et l'axe de la boite de vitesses est assurée par deux pièces articulées entre elles et dont le débattement relatif est 15 contrôlé élastiquement par un ressort qui accumule de l'énergie en se comprimant pendant la phase de synchronisation, et libère l'énergie accumulée, à l'issue de celle-ci. Les deux pièces articulées étant constituées respectivement par une platine solidaire en rotation de l'axe de commande de passage, et par un levier, pivotant autour d'un axe d'articulation sur la 20 platine, et relié à l'extrémité du câble ou de la tringle de passage par une rotule. Le brevet EP 1 482 213 concerne aussi l'amélioration du passage de vitesses d'une boite de vitesses manuelle. II décrit un dispositif constitué par un embrayage en deux parties, une externe et une interne disposées co- 25 axialement l'une par rapport à l'autre et fixées à l'axe de commande des vitesses. La partie externe de l'embrayage est constituée d'un anneau comportant en son centre une ouverture pourvue de quatre dents d'engrenage. Ces dents sont disposées de façon à coopérer avec la partie interne de l'embrayage. Cette partie interne est constituée d'un plateau sur 30 lequel se trouvent quatre dents d'engrenage. Dans l'espace entre chaque dent son disposées des rouleaux cylindriques en caoutchouc. Ainsi lorsque les parties de l'embrayage sont emboitées l'une dans l'autre les rouleaux en caoutchouc séparent chaque dent d'engrenage ce qui permet d'amortir les vibrations. Le document US 5 452 623 décrit un amortisseur de bruit et de vibration pour boite de vitesses. II est constitué d'un dispositif situé sous le s plancher du véhicule entre le levier de vitesse et la transmission, reliant la partie haute et la partie basse de l'axe de commande de vitesses. Il comporte différents éléments disposés autour de la jonction des deux parties de l'axe de commande. Un boulon et un écrou, et au niveau du boulon une portion cylindrique en caoutchouc qui va absorber les vibrations et une io bague en nylon qui va absorber les bruits. Ces différents dispositifs sont assez complexes et vont demander la mise en place de pièces spécifiques. Cela représente un coût élevé et dans certain cas la solution va être limitée par la faisabilité industrielle. La présente invention a donc pour objet de supprimer un ou plusieurs 15 des inconvénients de l'art antérieur. Ce but est atteint en définissant un dispositif d'assistance mécanique de passage de vitesses de boite de vitesses manuelle comprenant un levier de passage de vitesses articulé sur l'axe de passage de commande de vitesses sortant de la boite de vitesses comportant une extrémité formant 20 une rotule reliée à une commande par câble ou tringle au levier de changement de vitesses de l'habitacle caractérisé en ce que le levier de passage de vitesses comporte, l'extrémité opposée à celle où est disposée la rotule, des moyens d'assistance constitués d'au moins un lest mobile relié par des éléments amortissant au levier de passage de vitesses. 25 Selon une autre caractéristique de l'invention le diamètre du levier de passage de vitesses est légèrement diminué au niveau du lest formant un axe orienté de façon à être tangent à la trajectoire du levier de passage de vitesses. Selon une autre caractéristique de l'invention le lest à la forme d'un 30 cylindre allongé disposé en contact autour de l'axe des moyens d'assistance de façon à pouvoir coulisser autour de cet axe, et est prolongé à ses deux extrémités par des éléments amortissant. Selon une autre caractéristique de l'invention les éléments amortissant ont chacun la forme d'un cylindre en matière élastique, une extrémité du cylindre étant fixée au lest, l'autre extrémité étant fixée à l'axe des moyens d'assistance. Selon une autre caractéristique de l'invention les éléments amortissant sont des ressorts disposés parallèlement à l'axe des moyens d'assistance, une extrémité du ressort étant fixée au lest, l'autre extrémité étant fixée à l'axe des moyens d'assistance. Selon une autre caractéristique de l'invention le lest à une forme io annulaire allongée entouré d'éléments amortissant disposé autour de l'axe des moyens d'assistance son diamètre étant supérieur à celui de l'axe de façon a en être éloigné et est relié à celui-ci par une de ces extrémités par l'intermédiaire des moyens amortissant moulés autour de l'axe. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens amortissant 15 liant le lest à l'axe des moyens d'assistance sont constitués par un cylindre en matière élastique, entourant l'axe et fixé à celui-ci, comportant à proximité d'une de ces extrémités un rebord relié aux moyens amortissant entourant le lest. Selon une autre caractéristique de l'invention la matière élastique est 20 du caoutchouc. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de profil situant la position du 25 dispositif par rapport au levier de vitesses de changement de vitesse et la boite de vitesses. - La figure 2 est une vue en élévation d'un mode de réalisation de l'invention. - la figure 3 est une coupe selon A de la figure 2. 30 - La figure 4 est une vue en élévation d'un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 5 est une coupe selon B de la figure 4. L'invention va à présent être décrite en référence aux figures 1 à 5. La figure 1 situe le dispositif (100) par rapport au levier de vitesses de changement de vitesse et la boite de vitesses. Le dispositif (100) selon l'invention est donc disposé à l'extrémité du levier (2) de passage de vitesses opposée à celle où est disposée une rotule (1) de levier de vitesses. Sur ce levier (2), entre la rotule (1) et le dispositif de l'invention (100), est disposé un manchon tubulaire (20) fixé à l'axe (21) de commande de passage de vitesses pénétrant à l'intérieur de la boite de io vitesse (22). Sur la rotule (1) du levier de vitesses est articulé un câble (11) par l'intermédiaire d'un oeillet (12). Ce câble (11) est relié à l'extrémité d'un levier (13) de changement de vitesses. Ce levier (13) de changement de vitesses pouvant pivoter sur son socle (12) en décrivant un arc de cercle pour assurer le passage des vitesses. 15 Le dispositif (100) montré sur la figure 1 est constitué d'au moins un lest (3) mobile autour d'un axe (5) formé par le levier (2) de passage de vitesses et d'éléments amortissant (4). L'axe (5) des moyens d'assistance est orienté de façon à être tangent à la trajectoire (C) de la rotule (1) de levier de vitesses. Le diamètre de l'axe (5) des moyens d'assistance est 20 inférieur à celui du levier de passage de vitesses. Comme le montre la figure 3 dans une première variante le lest (3) à la forme d'un cylindre allongé. Ce cylindre allongé est disposé autour de l'axe (5) des moyens d'assistance de façon à pouvoir coulisser autour de cet axe. Son diamètre interne est équivalent à celui de l'axe (5) de façon a être 25 en contact avec ce dernier. Le cylindre comporte à ses deux extrémités des éléments amortissant (4). Ce sont ces éléments amortissant (4) qui vont permettre l'amélioration du ressenti lors du passage de vitesse par le conducteur. Dans cette première variante chacun des éléments amortissant (4) a 30 la forme d'un cylindre. Une extrémité (41) de ce cylindre étant fixée au lest (3), l'autre extrémité (42) étant fixée à l'axe (5) des moyens d'assistance. Ces éléments amortissant (4) sont en matière élastique et de préférence en caoutchouc. Dans une deuxième variante les éléments amortissant sont des ressorts (non illustrés). Ces ressorts sont disposés parallèlement à l'axe de des moyens d'assistance. Une des extrémités de chaque ressort est liée au lest, l'autre extrémité est fixée à l'axe des moyens d'assistance. Dans ces deux variantes le lest (3) peut coulisser dans les deux sens sur l'axe (5) en comprimant et étirant les éléments amortissant (4) situés de part et d'autre du lest (3). Ainsi la dissipation de l'énergie vibratoire, résultant io de chaque variation brusque de l'axe de commande de passage de vitesse est obtenue par le coulissement du lest (3) sur l'axe (5), lequel lest comprime et détend les éléments amortissant (4). Pour l'aspect assistance au crabotage lorsque l'axe de commande interne (et donc la rotule du levier boite de vitesses) s'arrête sous l'effet de 15 l'inertie, le lest continue sa course jusqu'à compression/détente complète des éléments amortissant, forçant ainsi le levier à reprendre le mouvement imprimé par le conducteur. Ainsi ce dispositif a deux objectifs, dissiper l'énergie vibratoire issue de la commande interne de passage de vitesses d'une part et assister le 20 mouvement et l'effort du conducteur pour le crabotage et le franchissement des chocs durs entre le baladeur et les différents éléments du synchroniseur et du pignon fou d'autre part. La figure 3 illustre une troisième variante de l'invention. Le dispositif (100) d'assistance est disposé comme pour les variantes précédentes 25 proches de l'extrémité opposée à celle ou se situe la rotule (1) du levier. Le lest (6) est formé par une pièce annulaire allongée. II est entouré d'éléments amortissant (7). Cet ensemble lest et éléments amortissant est disposé autour de l'axe (5) des moyens d'assistance, sont diamètre étant supérieur à celui de l'axe (5) de façon a en être éloigné. Le lest (6) est relié à celui-ci (5) 30 par une de ces extrémités par l'intermédiaire des moyens amortissant (7, 9,8) surmoulés autour de l'axe (5) des moyens amortissant. Au niveau de la liaison du lest (6) à l'axe des moyens d'assistance, l'axe (5) est entouré de moyen amortissant (8) qui ont la forme d'un cylindre. La liaison se fait par un rebord (9) formé sur les moyens amortissant (8). Tout comme les deux premières variantes ce dispositif (100) permet la dissipation de l'énergie vibratoire, résultant de chaque variation brusque de l'axe de commande de passage de vitesses, par l'absorption par le lest de cette énergie. Tout en étant accroché à l'axe le lest peut se déplacer longitudinalement à l'axe grâce aux moyens amortissant. L'intérêt de ce dispositif d'assistance mécanique au passage des lo vitesses est d'assurer une fonction d'accumulateur d'énergie, grâce à la compression temporaire et à la détente des éléments amortissant pendant la phase de synchronisation, lorsque le baladeur, en appui contre l'anneau de synchronisation, n'avance plus, le déplacement du câble et du levier par le conducteur comprime le ressort, en accumulant ainsi de l'énergie au sein du is dispositif; lorsque l'anneau de synchronisation effectue son "dévirage" le ressort libère l'énergie accumulée et propulse le baladeur en direction du pignon fou ; le temps nécessaire à cette course est ainsi considérable réduit ; le baladeur reçoit du ressort une impulsion toujours supérieure à celle que pourrait lui transmettre un déplacement rapide du levier de changement de 20 vitesses par le conducteur. L'adaptation du dispositif de l'invention sur l'axe commandant le passage de toutes les vitesses, permet de bénéficier de son assistance mécanique au passage de tous les rapports de la boîte de vitesses. Le lest est toujours en mouvement lorsque le baladeur s'arrête et peut 25 ainsi sous l'effet de l'inertie assister le franchissement de cet arrêt. Un des avantages de l'invention est qu'il n'y a pas de compromis avec la précision de commande à gérer ce qui permet une plus grande latitude dans le choix de ces éléments. L'implémentation de cette solution arrondit effectivement le ressenti 30 au pommeau, et procure un passage plus onctueux. Le système à un fonctionnement identique dans les deux sens de passage de vitesse, c'est-à-dire pour les rapports impairs et les rapports pairs. Le système permet donc d'améliorer la performance de la boîte de vitesses seule sur l'item qualité de passage sans s'en remettre à l'adaptation de la commande externe déjà fortement contrainte par ailleurs (architecture, fiabilité, durabilité). Il doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiquée. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.15 REVENDICATIONS 1. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesse de boite de vitesses manuelle comprenant un levier (2) de passage de vitesses articulé sur l'axe (21) de passage de commande de vitesse sortant de la boite de vitesses (22) comportant une extrémité formant une rotule (1) reliée à une commande par câble (11) ou tringle au levier (13) de changement de vitesses de l'habitacle caractérisé en ce que le levier (2) de passage de vitesses comporte, à l'extrémité opposée à celle où est disposée la rotule (1), des moyens d'assistance constitués d'au moins un lest (3,6) mobile relié io par des éléments amortissant (4, 7, 8, 9) au levier (2) de passage de vitesses. 2. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon la revendication 1 caractérisé en ce que le diamètre du levier (2) de passage de vitesses est légèrement diminué au niveau des moyens 15 d'assistance formant un axe (5) orienté de façon a être tangent à la trajectoire (C) du levier (2) de passage de vitesses. 3. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon la revendication 2 caractérisé en ce que le lest (3) à la forme d'un cylindre allongé disposé en contact autour de l'axe (5) des moyens 20 d'assistance de façon à pouvoir coulisser autour de cette axe (5), et est prolongé à ses deux extrémités par des éléments amortissant (4). 4. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon la revendication 3 caractérisé en ce que les éléments amortissant (4) ont chacun la forme d'un cylindre en matière élastique, une extrémité (41) du 25 cylindre étant fixée au lest (3), l'autre extrémité (42) étant fixée à l'axe (5) des moyens d'assistance. 5. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon la revendication 3 caractérisé en ce que les éléments amortissant (4) sont des ressorts disposés parallèlement à l'axe (5) des moyensd'assistance, une extrémité du ressort étant fixée au lest (3), l'autre extrémité étant fixée à l'axe des moyens d'assistance. 6. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon la revendication 2 caractérisé en ce que le lest (6) à une forme annulaire allongée entouré d'éléments amortissant (7) disposé autour de l'axe (5) des moyens d'assistance son diamètre étant supérieur à celui de l'axe (5) de façon a en être éloigné et est relié à celui-ci (5) par une de ces extrémités par l'intermédiaire des moyens amortissant (7,8,9) moulés autour de l'axe (5). 7. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens amortissant (8) liant le lest (6) à l'axe (5) des moyens d'assistance sont constitués par un cylindre en matière élastique, entourant l'axe (5) et fixé à celui-ci, comportant à proximité d'une de ces extrémités un rebord (9) relié au moyens amortissant (7) entourant le lest (6). 8. Dispositif (100) d'assistance mécanique de passage de vitesses selon les revendications 4 et 7 caractérisé en ce que la matière élastique est du caoutchouc.20