Brevet FR2904081A1 — publié le 20080125

Dispositif de blocage de l'arbre de commande d'une boîte de vitesses et boîte de vitesses de véhicule automobile comportant un tel dispositif L'invention se rapporte à un dispositif de blocage de l'arbre de commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile et à une boîte de vitesses de véhicule automobile comportant un tel dispositif. Sur les boîtes de vitesses à quatre lignes, c'est-à-dire à six rapports de vitesses avant et un rapport de marche arrière, ou plus, il est nécessaire d'assurer au conducteur une grande facilité pour trouver chacune des lignes. II est connu pour cela d'appliquer la solution suivante : sans action latérale sur le levier de vitesse, le conducteur peut engager le rapport de troisième ou de quatrième (suivant qu'il actionne le levier vers l'avant ou vers l'arrière) ; lorsque le conducteur actionne latéralement le levier vers lui, il peut engager le rapport de première ou de seconde ; lorsque le conducteur actionne latéralement le levier de manière à l'éloigner de lui, il peut engager le rapport de cinquième et, éventuellement, de sixième ; en actionnant une gâchette placée sur le levier de vitesse, le conducteur a accès à la ligne de marche arrière, sur une deuxième butée latérale, généralement située proche de lui. Pour réaliser la correspondance de ces lignes avec les éléments de la boîte de vitesses, il est connu de réaliser l'assemblage de la boîte de vitesse et de l'organe de commande alors que l'organe de commande et la boîte de vitesses sont au point mort. Pour ce faire, il est nécessaire de bloquer l'arbre de commande, qui est apte à pivoter autour de son axe, mais qui peut également être mobile en translation, au point mort, c'est-à-dire à la position neutre dans laquelle un dispositif de rappel le précontraint. Pour ce faire, il est connu d'utiliser une cale. Cependant cette cale présente l'inconvénient que sa mise en place déplace l'arbre de commande qui n'est donc plus dans sa position neutre. Une telle cale ne permet donc pas d'assurer un montage satisfaisant de la boîte de vitesses et de son organe de commande. Cependant, il est connu du brevet EP 0 940 606 un dispositif de blocage de l'arbre de commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile comportant une tige montée coulissante par rapport à un corps de guidage destiné à être monté 2904081 2 fixe sur un carter de la boîte de vitesses. La tige peut être sélectivement déplacée vers une première position, à l'encontre d'une force de précontrainte qui tend à maintenir la tige dans une seconde position. Le corps de guidage et la tige comportent des moyens complémentaires de maintien de la tige dans la première 5 position qui sont sélectivement activables. La tige comporte une extrémité apte à être insérée dans un évidement complémentaire ménagé dans l'arbre de commande lorsque la tige est dans la première position. Ce dispositif présente cependant l'inconvénient qu'il exige une grande précision de réalisation et de montage de manière que la tige maintienne l'arbre de 10 commande exactement dans sa position neutre, puisque l'évidement doit être exactement situé en vis-à-vis de la tige lorsque l'arbre de commande est dans sa position neutre. Un but de l'invention consiste donc à fournir un dispositif permettant de bloquer l'arbre de commande d'un organe de commande d'une boite de vitesses d'un 15 véhicule dans sa position neutre et cela avec un montage facilité par rapport à l'état de la technique. On atteint ce but de l'invention au moyen d'un dispositif de blocage de l'arbre de commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile comportant une tige montée coulissante par rapport à un corps de guidage destiné à être monté fixe sur 20 un carter de ladite boîte de vitesses, ladite tige pouvant être sélectivement déplacée vers une première position, à l'encontre d'une force de précontrainte qui tend à maintenir ladite tige dans une seconde position, ledit corps de guidage et ladite tige comportant des moyens complémentaires de maintien de ladite tige dans ladite première position qui sont sélectivement activables. 25 Le dispositif de blocage selon l'invention est remarquable en ce que ladite tige présente une extrémité concave apte à venir en appui sur ledit arbre de commande de ladite boîte de vitesses lorsque ladite tige est dans ladite première position de manière à pouvoir appliquer audit arbre de commande un couple de blocage. Ainsi, avantageusement, comme on le verra plus en détails en regard de la 30 description qui va suivre, le dispositif de blocage selon l'invention ne nécessite plus d'assurer le parfait alignement de la tige avec une cavité ménagée dans l'arbre de commande de la boîte de vitesse. Au contraire, le dispositif selon l'invention est très facilement mis en oeuvre, l'arbre de commande étant bloqué dans sa position de point mort au moyen du couple de blocage appliqué par la tige au moyen de son extrémité concave. 2904081 3 De préférence, le dispositif selon l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : - ladite tige est élargie au niveau de ladite extrémité concave ; - ladite force de précontrainte est réalisée au moyen d'un ressort monté en 5 appui sur un épaulement ménagé sur la surface radialement externe de ladite tige, d'une part, et sur un épaulement ménagé sur la surface radialement interne dudit corps de guidage, d'autre part ; - le dispositif de blocage comporte de plus une partie de commande de la translation de ladite tige, au moins une rainure hélicoïdale étant ménagée à la 10 surface de ladite partie de commande, au moins un ergot ménagé sur la surface radialement interne dudit corps de guidage étant apte à être engagé dans ladite rainure hélicoïdale ; - ladite rainure hélicoïdale débouche dans un évidement, de forme sensiblement complémentaire audit ergot ; 15 - la partie de commande présente une forme sensiblement en L ; - ladite partie de commande est séparée de ladite tige, ladite partie de commande et ladite tige présentant des surfaces destinées à être mises en vis-à-vis qui sont sensiblement complémentaires, de préférence planes ; et - ledit corps de guidage est réalisé sous la forme d'une douille. 20 L'invention se rapporte également à une boîte de vitesses à arbre de commande des changements des rapports de vitesses précontraint dans sa position neutre au moyen d'un dispositif de rappel, remarquable en ce qu'elle comporte un dispositif de blocage dudit arbre de commande telle que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons, monté fixé sur le carter de ladite boîte de vitesses. 25 De préférence, ladite extrémité de ladite tige dudit dispositif de blocage apte à venir en appui sur ledit arbre de commande est de forme sensiblement complémentaire audit arbre de commande. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple illustratif et non 30 limitatif en regard des figures sur lesquelles : la figure 1 représente en perspective un détail d'une boîte de vitesses munie d'un dispositif de blocage selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; la figure 2 représente en perspective la clef du dispositif représenté à la 35 figure 1 ; 2904081 4 la figure 3 représente en coupe un dispositif de blocage selon l'invention dans sa position de repos ; et la figure 4 représente en coupe le dispositif de la figure 3 dans sa position de blocage de l'arbre de commande de boîte de vitesses. 5 On se réfère maintenant à la figure 1 sur laquelle est représentée un détail d'une boîte de vitesses 10 selon l'invention, son carter d'étanchéité ayant été démonté. Cette boîte de vitesses 10 comporte un levier de sélection 12 apte à être pivoté autour de son axe x-x' en fonction de la position du levier de vitesses (non représenté) de manière connue en soi, afin de commander le rapport de vitesses à 10 engager. Pour ce faire, le levier de sélection 12 est solidaire en rotation de l'arbre de commande 14. Un dispositif de rappel 16 est également monté solidaire à l'arbre de commande 14 de manière à rappeler l'arbre de commande 14 dans sa position neutre, dite de point mort. Un tel dispositif de rappel 16 est connu en soi et ne sera donc pas décrit plus en détails ici. 15 Par ailleurs, la boîte de vitesses 10 comporte un dispositif de blocage 18 de l'arbre de commande 14 selon l'invention. Ce dispositif de blocage 18 comporte notamment une tige 20 montée coulissante selon un axe z-z', sensiblement perpendiculaire à l'axe x-x', dans un corps de guidage 22 monté fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses 10 et un organe de commande ou clef 24. 20 La clef 24 est représentée en perspective sur la figure 2. Cette clef 24 comporte une partie cylindrique 26 solidaire d'une languette de préhension 28 qui s'étend principalement selon un axe y-y' sensiblement perpendiculaire à l'axe z-z' de la partie cylindrique 26 de telle sorte que la clef 24 présente sensiblement une forme de L . De préférence, cette partie cylindrique 26 de la clef 24 présente une face 25 frontale 30 sensiblement plane. Par ailleurs, deux rainures 32, symétriques par rapport à l'axe z-z', sont réalisées sur la surface radialement externe 34 de la partie cylindrique 26 de la clef 24. Chaque rainure 32 présente, de préférence, une première portion hélicoïdale 36 continuée par une seconde portion 38 sensiblement parallèle à la face frontale 30. La 30 première portion 36 débouche au niveau de la face frontale 30 tandis que la seconde portion 38 débouche au niveau d'un évidement cylindrique 40 réalisé de manière à former un cran d'arrêt 42 vis-à-vis de la seconde portion 38 de la rainure 32. La tige 20, telle que représentée en coupe sur la figure 3, est de préférence sensiblement à symétrie de révolution et comporte une première partie 44 dont le 35 diamètre est supérieur au diamètre d'une seconde partie 46 de la tige 20, cette 2904081 5 seconde partie 46 de la tige 20 étant terminée par une extrémité élargie 48 formant un patin de forme concave, sensiblement complémentaire à l'arbre de commande 14. La tige 20 comporte, au niveau de sa première partie 44 de diamètre supérieur, un premier bourrelet 50. Deux ergots de guidage 52 sont formés au niveau de la 5 seconde partie 46 de diamètre inférieur de la tige 20, à proximité de la première partie 44 de diamètre supérieur de la tige 20. De préférence, ces deux ergots de guidage 52 sont symétriques par rapport à l'axe de la tige 20. L'extrémité 54 de la tige 20 opposée à l'extrémité élargie 48 est complémentaire à la face frontale 30 de la clef 24 et, de préférence, sensiblement 10 plane. Par ailleurs, le corps de guidage 22 est réalisé de préférence sous la forme d'un manchon dont l'alésage central 56 comporte trois portions distinctes de diamètres différentes : une première portion 56a de diamètre sensiblement égal au diamètre de 15 la première partie 44 de la tige 20 ; une deuxième portion 56b de diamètre sensiblement égal au diamètre de la première portion 56a et qui présente en outre deux rainures 57 de section sensiblement complémentaire aux ergots de guidage 52, les deux rainures 57 s'étendant sensiblement dans la direction de l'axe z-z' ; et 20 une troisième portion 56c de diamètre sensiblement égal au diamètre de la partie cylindrique 26 de la clef 24, ce diamètre étant de préférence supérieur au diamètre de la deuxième portion de l'alésage central 56, qui est lui-même supérieur au diamètre de la première portion de l'alésage central 56. 25 Par ailleurs, le corps de guidage 22 comporte des ergots 58 sensiblement cylindriques ménagés sur la surface radialement interne 60 du corps de guidage 22, au niveau de la troisième portion de l'alésage central 56. Ces ergots 58 sont sensiblement complémentaires des évidements cylindriques 40 ménagés sur la surface radialement externe 34 de la partie cylindrique 26 de la clef 24. 30 Enfin un ressort 62, de préférence du type hélicoïdal, est disposé entre un épaulement 64, formé par la surface radialement interne 60 du corps de guidage 22, à proximité de l'extrémité élargie 48 de la tige 20, et le second bourrelet 52 formé sur la tige 20 de manière à maintenir, au repos, la tige 20 dans sa position de repos telle que représentée à la figure 3. 2904081 6 On peut remarquer que dans cette position l'extrémité élargie 48 de la tige 20 est maintenue éloignée de l'arbre de commande 14. Sur cette figure 3, la clef 24 est positionnée de telle sorte que les ergots 58 sont déjà partiellement engagés dans les rainures 32 ménagées à la surface externe 34 de la partie cylindrique 26 de la clef 5 24. Si l'on souhaite bloquer l'arbre de commande 14 dans la position qu'il occupe, par exemple sa position de point mort, on tourne la clef d'un quart de tour. En effet, de la sorte, la clef 24 est déplacée dans un premier temps selon une trajectoire hélicoïdale, tant que les ergots 58 suivent la portion hélicoïdale 36 des 10 rainures 32. Grâce à cette trajectoire hélicoïdale, on démultiplie l'effort exercé sur la tige 22 par la clef 24. Ensuite, les ergots 58 suivent les portions 38 des rainures 32 qui sont parallèles à la face frontale 30 de la clef 24, jusqu'à ce qu'ils entrent dans les évidements cylindriques 40. Ils sont alors bloqués dans cette position finale, 15 représentée figure 4, du fait que, sous l'action du ressort 62, les ergots 58 sont plaqués contre les crans d'arrêts 42. Ainsi, la clef 24 a été translatée sensiblement selon l'axe z-z', en direction de l'arbre de commande 14. Cette translation de la clef 24 commande la translation de la tige 20 dans la direction de l'arbre de commande 14. 20 De plus, grâce à la présence des ergots de guidage 52 et des rainures 57 de section complémentaire, à l'intérieur desquelles les deux ergots de guidages 52 sont en prise, le mouvement de la tige 20 est réalisé sans pivotement autour de son axe. On s'assure ainsi que l'extrémité élargie 48 de la tige 20 ne se désaxe pas par rapport à l'arbre de commande 14. 25 Ainsi, dans la position finale de la clef 24, la tige 20 est dans sa position basse représentée figure 4, où son extrémité élargie 48 applique un couple de blocage à l'arbre de commande 14. Pour ce faire, l'extrémité élargie 48 présente, comme cela est représenté sur les figures 1, 3 et 4, une concavité sensiblement complémentaire à la convexité de l'arbre de commande 14. 30 Bien que le dispositif de blocage selon l'invention ait été décrit selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, de nombreux modes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, la clef 24 peut être solidaire de la tige 20. Cette même clef peut être remplacée par un autre moyen de commander le déplacement de la tige 20 selon 35 son axe z-z', comme par exemple un vérin. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage de l'arbre de commande (14) d'une boîte de vitesses (10) d'un véhicule automobile comportant une tige (20) montée coulissante par rapport à un corps de guidage (22) destiné à être monté fixe sur un carter de ladite boîte de vitesses (10), ladite tige (20) pouvant être sélectivement déplacée vers une première position, à l'encontre d'une force de précontrainte qui tend à maintenir ladite tige (20) dans une seconde position, ledit corps de guidage (22) et ladite tige (20) comportant des moyens complémentaires de maintien de ladite tige (20) dans ladite première position qui sont sélectivement activables, dispositif caractérisé en ce que ladite tige (20) présente une extrémité (48) concave apte à venir en appui sur ledit arbre de commande (14) de ladite boîte de vitesses (10) lorsque ladite tige (20) est dans ladite première position de manière à pouvoir appliquer audit arbre de commande (14) un couple de blocage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tige (20) est élargie au niveau de ladite extrémité (48) concave. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite force de précontrainte est réalisée au moyen d'un ressort (62) monté en appui sur un épaulement ménagé sur la surface radialement externe de ladite tige (20), d'une part, et sur un épaulement ménagé sur la surface radialement interne dudit corps de guidage (22), d'autre part. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une partie (24) de commande de la translation de ladite tige (20), au moins une rainure hélicoïdale (32) étant ménagée à la surface de ladite partie de commande (24), au moins un ergot (58) ménagé sur la surface radialement interne dudit corps de guidage (22) étant apte à être engagé dans ladite rainure hélicoïdale (32). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite rainure hélicoïdale (32) débouche dans un évidement (40), de forme sensiblement complémentaire audit ergot (58). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que 30 la partie de commande (24) présente une forme sensiblement en L . 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite partie de commande (24) est séparée de ladite tige (20), ladite partie de 2904081 8 commande (24) et ladite tige (20) présentant des surfaces (30, 54) destinées à être mises en vis-à-vis qui sont sensiblement complémentaires, de préférence planes. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps de guidage (22) est réalisé sous la forme d'une 5 douille. 9. Boîte de vitesses (10) à arbre de commande (14) des changements des rapports de vitesses précontraint dans sa position neutre au moyen d'un dispositif de rappel (16), caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de blocage (18) dudit arbre de commande conforme à l'une quelconque des revendications 10 précédentes monté fixé sur le carter de ladite boîte de vitesses (10). 10. Boîte de vitesses selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite extrémité (48) de ladite tige (20) dudit dispositif de blocage (18) apte à venir en appui sur ledit arbre de commande (14) est de forme sensiblement complémentaire audit arbre de commande (14).