Brevet FR2905999A1 — publié le 20080321

L'invention concerne un nouveau dispositif d'actionnement de la sélection et du passage de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle. L'invention se rapporte aussi à un procédé de calibrage d'un dispositif d'actionnement selon l'invention. II est connu dans l'industrie automobile de devoir réaliser des tests sur les boîtes de vitesses. Afin de réaliser ces tests, une boîte de vitesses est montée sur un moyen d'essais placé à l'intérieur d'une cellule d'essais. Ladite boîte de vitesses est sollicitée au moyen d'un ensemble de moteurs électriques au niveau de son arbre primaire ainsi que de ses deux arbres de transmissions. La réalisation de ces tests nécessite d'effectuer de nombreuses séquences de sélections et de passages de vitesses et cela directement sur les sorties de boîte de vitesses . Actuellement, les différentes séquences de sélections et de passages de vitesses à réaliser au cours des tests sont effectuées manuellement par un opérateur. L'intervention d'un opérateur présente plusieurs inconvénients aussi bien au niveau de la sécurité de l'opérateur que de la reproductibilité des tests. Il est donc préférable que l'opérateur puisse réaliser les différentes séquences de sélections et de passages de vitesses à distance de la boîte de vitesse au moyen de câbles équivalents à ceux utilisés sur véhicule, la sélection et le passage des vitesses devant de préférence pouvoir se faire indépendamment l'un de l'autre. II y a un besoin permanent pour un dispositif le plus compact possible permettant d'agir indépendamment sur le câble de sélection et sur le câble de passage des vitesses. La présente invention a notamment pour but de répondre à ce besoin. On atteint ce but avec un nouveau dispositif d'actionnement de câbles de passage et de sélection de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle, comportant : ^ une tige couplée mécaniquement auxdits câbles et présentant à sa surface une rainure hélicoïdale et une cannelure longitudinale, ^ une couronne dentée comportant au moins une dent coopérant avec ladite cannelure de manière qu'une rotation de la couronne entraîne en rotation axiale ladite tige, et ^ une couronne à bille, coaxiale à ladite tige, fixée axialement et mobile en rotation axiale, comportant une bille montée de manière que, lors d'une rotation axiale de la couronne à bille, ladite bille roule dans la rainure hélicoïdale et ainsi, lorsque la rotation de ladite tige est entravée, de préférence par la couronne dentée, entraîne en translation axiale ladite tige. 2905999 2 Un tel dispositif compact, permet de découpler les mouvements de rotation et de translation de la tige et ainsi les passages et les sélections des vitesses, comme sur un levier de vitesses d'un véhicule. De plus, un tel dispositif permet avantageusement à l'opérateur d'utiliser un 5 ensemble de câbles afin de réaliser les séquences de sélections et de passages de vitesses en se trouvant à distance de la boîte de vitesses. Par ailleurs, la possibilité de réduire le nombre d'interventions de l'opérateur sur la boîte de vitesses au moment des tests est souhaitable. En effet, l'opérateur ne peut intervenir directement sur la boîte de vitesses que 10 lorsque ladite boîte de vitesses est à l'arrêt. Les moteurs électriques doivent être éteints et la boîte de vitesses refroidie avant que l'opérateur ne puisse effectuer la sélection et le passage de vitesses. De plus, l'opérateur doit alors pénétrer constamment dans la cellule d'essais ce qui présente des risques. 15 En outre, l'opérateur doit être présent au moment précis prévu dans la séquence de sélections et de passages de vitesses du test pour réaliser ce changement de vitesses. Finalement, l'opérateur doit connaître précisément les positions physiques des différentes vitesses pour toutes les différentes boîtes de vitesses à tester. 20 Afin de réduire le nombre d'interventions de l'opérateur au niveau de la boîte de vitesses, le dispositif d'actionnement selon l'invention comporte de préférence une, et de préférence encore plusieurs, des caractéristiques optionnelles suivantes : - Il comprend un codeur apte à enregistrer au moins des positions de référence et de travail desdits câbles de sélection et de passage. De 25 préférence, le codeur est apte à enregistrer l'ensemble des positions des câbles correspondant à l'ensemble des différentes vitesses de ladite boîte de vitesses. - II est mobile par rapport à la boîte de vitesses. Le dispositif peut par exemple être monté sur un chariot. 30 La position de référence des câbles correspond au point mort de ladite boîte de vitesses. - La deuxième position correspond à une position de passage ou de sélection d'une vitesse de ladite boîte de vitesses. 2905999 3 - Le codeur coopère avec au moins un moyen de commande, de façon à pouvoir effectuer au moins une séquence de sélections et de passages de vitesses. Avantageusement, une séquence peut être programmée par l'opérateur, 5 indépendamment des tests à réaliser. L'opérateur n'a plus besoin d'intervenir directement sur ladite boîte de vitesses pour effectuer une séquence de sélections et de passages de vitesses. La mobilité du dispositif d'actionnement selon l'invention permet à l'opérateur d'utiliser facilement le même dispositif d'actionnement pour tester plusieurs boîtes de 10 vitesses différentes. L'invention se rapporte également à un procédé de calibrage d'un dispositif d'actionnement selon l'invention, remarquable en ce qu'on change la position des câbles d'une position de référence à une position de travail, ladite position de travail étant mise en mémoire dans le calculateur dudit dispositif d'actionnement. 15 De préférence, la position correspondant au point mort de ladite boîte de vitesses est choisie comme position de référence. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel 20 - La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif d'actionnement selon l'invention relié par les câbles de passage et de sélection à une boîte de vitesses. Les figures 2 et 3 représentent les différents éléments d'un dispositif d'actionnement selon l'invention. 25 On se reporte à présent à la figure 1 qui représente une vue schématique d'un dispositif d'actionnement 10 selon l'invention pour la réalisation d'essais sur une boîte de vitesses 12. Selon un mode de réalisation préféré le dispositif d'actionnement est mobile par rapport à la boîte de vil:esses. Le dispositif d'actionnement est disposé dans un chariot mobile 14, qui peut être déplacé grâce à des roues 16 disposées 30 sous ledit chariot. Les moyens d'actionnement indépendants et les codeurs, non représentés, du dispositif selon l'invention sont à l'intérieur du chariot mobile 14. Lesdits moyens d'actionnement indépendants actionnent des moyens de transmission 18. Lesdits moyens de transmission transmettent: aux câbles de sélection 20 et de passage 22 2905999 4 des vitesses les mouvements des moyens d'actionnement. Les câbles de sélection 20 et de passage 22 des vitesses sont fixés directement sur la boîte de vitesses au niveau des sorties de la boîte de vitesses 12. On entend par sorties de la boîte vitesses, les deux sphères, ou organes 5 correspondants, de la boîte de vitesses sur lesquelles l'homme du métier peut agir pour effectuer les sélections et passages de vitesses. Le câble de sélection 20 est directement lié à la sphère de sélection 24 de la boîte de vitesses 12. Le câble de passage 22 est directement lié à la sphère de passage 26 de la 10 boîte de vitesses 12. La boîte de vitesses 12 est montée sur un banc d'essais, non représenté, avec ses deux transmissions qui sont sollicitées en couple et en vitesse au moyen de moteurs électriques, non représentés. Lesdits moteurs électriques permettent de recréer sur le banc d'essais des situations connues sur routes, lorsque la boîte de 15 vitesses est montée sur un véhicule. Le dispositif d'actionnement 10 permet, grâce à des moyens de commande non représentés, via ses moyens d'actionnement indépendants et de transmission, d'effectuer des séquences de sélections et de passages de vitesses sans que l'opérateur ait besoin d'intervenir sur la boîte de vitesses. 20 On se rapporte maintenant aux figures 2 et 3 qui représentent les différents éléments d'un dispositif d'actionnement selon l'invention. Le dispositif d'actionnement représenté sur les figures 2 et 3 comprend deux codeurs. Un premier codeur 30 est apte à mémoriser et reproduire les positions d'un premier moteur séquentiel 32. Un second codeur 31, est apte à mémoriser et 25 reproduire les positions d'un second moteur séquentiel 33. Les deux moteurs séquentiels agissent sur une même tige 36, de préférence une vis à bille, de manière indépendante. De préférence, ladite vis à bille 36 est dite cannelée et présente à sa surface une rainure hélicoïdale 28 et une cannelure longitudinale 26. Le premier moteur séquentiel 32 commande via une courroie de transmission 30 34 un mouvement de rotation à une pièce de transmission 34'. Ladite pièce de transmission 34' a la forme d'une couronne dentée coaxiale à la vis à bille cannelée 36, avec des dents intérieures engrenées dans les cannelures 26 de ladite vis à bille cannelée 36. La couronne dentée 3.4' transmet alors le mouvement de rotation du 2905999 5 moteur séquentiel 32 à ladite vis à bille 36. Le second moteur séquentiel 33 commande via une courroie de transmission 35 un mouvement de rotation à une deuxième pièce de transmission 35'. Ladite pièce de transmission 35' est une couronne à bille, coaxiale à la vis à bille cannelée 36, fixée axialement et mobile en 5 rotation axiale, comportant une bille montée de manière que, lors d'une rotation axiale de la couronne à bille, ladite bille roule dans la rainure hélicoïdale 28 de ladite vis à bille cannelée 36 et ainsi, lorsque la rotation de ladite tige est entravée par la couronne dentée 34', entraîne en translation axiale ladite tige. La couronne à bille 35' transmet alors le mouvement de rotation du moteur 10 séquentiel 33 à la vis à bille cannelée 36 en le transformant en mouvement de translation. Le premier moteur séquentiel 32 pouvant via la couronne dentée 34' entraver tout mouvement de rotation de la vis à bille cannelée 36, le second moteur séquentiel 33 entraîne alors en translation pure ladite vis à bille cannelée 36, c'est-à-dire sans 15 mouvement de rotation. La vis à bille 36 est fixée rigidement à une patte de liaison 38. Ladite patte de liaison 38 est donc entrainée en rotation autour de l'axe de la vis à bille et en translation suivant le même axe, par la vis à bille 36. Une noix rotative 40 est fixée sur la patte de liaison 38. La noix rotative 40 20 communique les mouvements de la patte de liaison 38 à un levier 42, libre de coulisser dans ladite noix rotative lors de son déplacement. Une extrémité du levier 42 est fixée à une première pièce d'attache 44 montée à rotation autour d'un axe XX' sensiblement horizontal sur une deuxième pièce d'attache 46. La deuxième pièce d'attache 46 est montée à rotation autour d'un axe 25 ZZ' sensiblement vertical sur une pièce 47 fixée au bâti, cela interdit tout mouvements de translations des première et deuxième pièces rotatives suivant les axes XX' et ZZ'. Une extrémité des câbles 22 et 20 est fixée sur les premier et deuxième pièces d'attache 44 et 46 respectivement. Finalement, le premier moteur séquentiel 32 entraîne en translation la vis à 30 bille, qui communique ce mouvement de translation, de préférence vertical, à la patte de liaison 38. Ladite patte de liaison communique alors via la noix rotative 40 et le levier 42 un mouvement de rotation autour de l'axe XX' à la première pièce d'attache 44. La première pièce d'attache 44 communique alors un mouvement de translation 2905999 6 au câble 22 de passage permettant ainsi le passage d'une vitesse sur la boîte de vitesses. De même, le second moteur séquentiel entraîne en rotation la vis à bille, qui communique ce mouvement de rotation, de préférence autour d'un axe vertical, à la 5 patte de liaison 38. Ladite patte de liaison communique alors via la noix rotative 40 et le levier 42 un mouvement de rotation autour de l'axe ZZ' à la deuxième pièce d'attache 46. La deuxième pièce d'attache 46 communique alors un mouvement de translation au câble 20 de sélection permettant ainsi la sélection d'une vitesse sur la boîte de vitesses. 10 L'invention concerne aussi un procédé de calibrage d'un dispositif d'actionnement de vitesse suivant l'invention. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de calibrage selon l'invention comprend les étapes suivantes : a) L'opérateur fixe les câbles de passage et de sélection sur les sphères correspondantes d'une boîte de vitesses. 15 b) L'opérateur enregistre dans chaque codeur la position de chaque moteur séquentiel. c) L'opérateur effectue, à l'aide du levier 42, une sélection de vitesse, puis enregistre dans le codeur de sélection la position du moteur séquentiel de sélection. 20 d) L'opérateur effectue, à l'aide du levier 42, un passage de vitesse, puis enregistre dans le codeur de passage la position du moteur séquentiel de passage. Les étapes c) et d) peuvent être répétées autant de fois que nécessaire, et dans n'importe quel ordre. 25 A l'étape a), la boîte de vitesses peut être fixée à un banc d'essais et ses transmissions raccordées à des actionneurs les sollicitant en couple et en vitesse. L'opérateur fait sortir plus ou moins les câbles de leurs gaines de manière à ce que les sphères de la boîte de vitesses soient dans une position de référence, de préférence en position de point mort, ainsi que lesdits câbles soient sous tension. 30 A l'étape b), l'opérateur actionne les codeurs sur chaque moteur séquentiel du dispositif d'actionnement selon l'invention, de manière à enregistrer les positions de référence desdits moteurs. 2905999 7 A l'étape c), l'opérateur va sélectionner une vitesse. De préférence l'opérateur sélectionne la vitesse en agissant sur la position du câble 20 de sélection à l'aide du levier 42. L'utilisation du levier permet à l'opérateur de sélectionner la vitesse de manière similaire à celle selon laquelle il procéderait dans un véhicule. Lorsque 5 l'opérateur a sélectionné la vitesse, il actionne les codeurs de chaque moteur séquentiel du dispositif d'actionnement selon l'invention, de manière à enregistrer les positions desdits moteurs par rapport à la position de référence. A l'étape d), l'opérateur va passer une vitesse. De préférence l'opérateur passe la vitesse en agissant sur la position du câble 22 de passage à l'aide du levier 10 42. L'utilisation du levier permet à l'opérateur de passer la vitesse de manière similaire à celle selon laquelle il procéderait dans un véhicule. Lorsque l'opérateur a passé la vitesse, il actionne les codeurs de chaque moteur séquentiel du dispositif d'actionnement selon l'invention, de manière à enregistrer les positions desdits moteurs par rapport à la position de référence. 15 Après l'étape d), les codeurs connaissent ainsi le déplacement des câbles de passage et de sélection par rapport à la position de référence, de manière à pouvoir sélectionner et passer une vitesse sur la boîte de vitesses. Lorsque le procédé de calibrage est terminé, l'opérateur peut programmer une séquence de sélections et de passages de vitesses, de manière à effectuer des 20 essais sur la boîte de vitesses. Avantageusement, le procédé de calibrage selon l'invention, permet d'adapter le dispositif d'actionnement selon l'invention à un grand nombre de boîtes de vitesses différentes. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation 25 décrit et représenté, fourni à titre d'exemple illustratif et non limitatif. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'actionnement de câbles de passage (22) et de sélection (20) de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle, comportant : ^ une tige (36) couplée mécaniquement auxdits câbles et présentant à sa surface une rainure hélicoïdale (28) et une cannelure longitudinale (26), ^ une couronne dentée (34') comportant au moins une dent coopérant avec ladite cannelure (26) de manière qu'une rotation de ladite couronne dentée (34') entraîne en rotation axiale ladite tige (36), et ^ une couronne à bille (35'), coaxiale à ladite tige (36), fixée axialement et mobile en rotation axiale, comportant une bille montée de manière que, lors d'une rotation axiale de ladite couronne à bille (35'), ladite bille roule dans la rainure hélicoïdale (28) et ainsi, lorsque la rotation de ladite tige (36) est entravée, entraîne en translation axiale ladite tige (36). 2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne dentée (34') est conformée de manière à entraver la rotation de la tige (36) lorsque ladite bille roule dans la rainure hélicoïdale. 3. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un codeur (30) apte à enregistrer au moins des positions de référence et de travail desdits câbles de sélection (20) et de passage (22). 4. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mobile par rapport à la boîte de vitesses. 5. Dispositif d'actionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la position de référence des câbles correspond au point mort de ladite boîte de vitesses. 6. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 3 et 5, caractérisé en ce que la position de travail correspond à une position de passage ou de sélection d'une vitesse de ladite boîte de vitesses. 2905999 9 7. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 3, 5 et 6, caractérisé en ce que le codeur coopère avec au moins un moyen de commande, de façon à pouvoir effectuer au moins une séquence de sélections et de passages de vitesses. 5 8. Procédé de calibrage d'un dispositif d'actionnement de boîte de vitesses manuelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on change la position des câbles d'une position de référence à une position de travail, ladite position de travail étant mise en mémoire dans le codeur (30) 10 dudit dispositif d'actionnement. 9. Procédé de calibrage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on choisit le point mort de la boîte de vitesses comme position de référence. 15