Brevet FR2914038A1 — publié le 20080926

DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES MECANIQUE POURVU DE MOYENS DE GUIDAGE La présente invention est relative aux boîtes de vitesses mécaniques de véhicules, notamment de véhicules automobiles, et plus particulièrement à un dispositif de commande interne d'une telle boîte. Les boîtes de vitesses du type le plus usité comporte un dispositif de commande interne, logé dans le carter de la boîte, et qui comprend un doigt de passage mobile. Ce doigt de passage est déplacé à partir du levier de changement de vitesses dans le cas où la boîte est à commande manuelle, et à partir d'un dispositif électromécanique dans le cas où la boîte est pilotée. Le doigt de passage est déplacé en rotation pour sélectionner une ligne de passage de vitesses et en translation pour engager ou dégager un rapport. Lorsqu'elle est de type à commande manuelle, il est connu une boîte de vitesses comprenant des moyens de guidage du levier de vitesses, permettant notamment de faciliter le passage des rapports par un conducteur. Ces moyens de guidage définissent un chemin qui comporte un tronçon principal formant la ligne de sélection, à partir de laquelle s'étend une pluralité de couloirs, ou lignes de passages, perpendiculaires à la ligne de sélection. Les extrémités des lignes de passage forment chacune une position d'engagement. De manière conventionnelle, les moyens de guidage comprennent une plaque, disposée à l'extérieur du carter de la boîte de vitesses, dans laquelle est pratiquée une fente ayant la forme du chemin de guidage. Cette fente dessine ainsi une grille dans laquelle le levier de vitesse est engagé, ce dernier étant ainsi limité dans ses déplacements. De telles grilles présentent cependant souvent l'inconvénient d'offrir un guidage relativement flou nuisant à la sensation de précision dans les changements de rapports de vitesse. Or, la précision ressentie par le conducteur influe de manière prépondérante sur la qualité perçue. Pour améliorer la précision de guidage, il est connu d'intégrer des moyens de guidage à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses, directement sur le dispositif de commande interne. Ces moyens de guidage internes prennent également la forme d'une grille dans laquelle est engagée un pion solidaire du doigt de passage. Située au plus près du doigt de passage, cette grille est de dimensions plus réduites que la grille externe décrite plus haut (souvent appelée mini-grille interne pour cette raison), ce qui permet de diminuer les jeux entre le pion et la grille, augmentant d'autant la précision de guidage pour l'utilisateur. Cette précision est encore augmentée par le fait que le guidage est réalisé au plus près du doigt de passage, ce qui permet notamment d'éliminer les jeux ramenés par la liaison mécanique entre le levier de vitesses et le doigt de passage. L'invention part de la constatation que, pour simplifier la fabrication des pièces constituant la boîte de vitesses et leur assemblage, il est intéressant d'intégrer la mini-grille interne directement sur le doigt de passage. Ainsi, l'invention concerne un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses mécanique, comprenant un doigt de passage mobile en rotation autour d'un axe entre une pluralité de positions de sélection et mobile en translation, à partir des positions de sélection, jusqu'à une pluralité de positions d'engagement, le dispositif comprenant des moyens de guidage du doigt de passage, ces moyens de guidage comportant au moins un pion coopérant avec un chemin de guidage, le dispositif étant caractérisé en ce que le pion est fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses, le chemin de guidage étant fixe par rapport au doigt de passage. Ainsi, grâce à l'invention, le chemin de guidage peut être rendu solidaire du doigt de passage, ces deux éléments pouvant être réunis en une pièce unique, ce qui simplifie la fabrication et l'assemblage des composants de la boîte de vitesses. Dans une réalisation, le chemin de guidage comprend une empreinte creuse disposée sur une surface externe solidaire du doigt de passage. Dans une réalisation, le chemin de guidage comprend des bornes en relief disposées sur une plaque solidaire du doigt de passage, ladite plaque étant conformée en un secteur de cylindre d'axe confondu avec l'axe de rotation du doigt de passage Dans une réalisation, la plaque est liée au doigt de passage par un bras de support s'étendant depuis le doigt de passage. Dans une réalisation, la plaque comprend deux bornes d'extrémité et trois bornes intermédiaires disposées entre les deux bornes d'extrémités. Dans une réalisation, le dispositif comprend deux pions fixes par rapport au carter de la boîte de vitesses, alignés selon une direction parallèle à l'axe de rotation du doigt de passage, séparés d'une distance supérieure à la longueur des bornes intermédiaires et inférieure à la longueur des bornes d'extrémités, et tels qu'ils sont situés de part et d'autre des bornes intermédiaires lors que le doigt de passage est en position de repos. Dans une réalisation, la distance entre deux bornes voisines permet le passage des pions. Dans une réalisation, les bornes sont des éléments de forme sensiblement parallélépipédique, comprenant deux faces latérales s'étendant dans une direction parallèle à l'axe de rotation du doigt de passage. Dans une réalisation, les faces latérales des bornes sont convexes pour faciliter le guidage des pions. Dans une réalisation, un segment en relief joint une extrémité d'une des bornes d'extrémité à l'extrémité correspondante de la borne intermédiaire la plus proche, de manière à interdire le passage de l'un des pions. Dans une réalisation, le doigt de passage et le chemin de guidage forment une pièce monobloc. L'invention concerne également une boîte de vitesses mécanique, comprenant un dispositif de commande interne tel que défini ci-dessus, la commande de la boîte étant de type manuelle ou pilotée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description faite ci-dessous, cette dernière étant effectuée à titre descriptif et non limitatif en faisant référence aux figures ci-après sur lesquelles : - les figures 1 a et 1 b représentent le guidage réalisé respectivement par une grille externe et par une grille interne de l'art antérieur ; - la figure 2 représente un doigt de passage conforme à l'invention ; - les figures 3a, 3b à 7a, 7b montrent des positions du sélecteur de vitesses et les positions du doigt de passage associées. La figure 1 a montre le guidage obtenu pour une boîte disposant uniquement d'une grille externe telle que décrite plus haut. On peut noter une largeur importante des couloirs de passage comparée à la largeur de la ligne de sélection. La figure 2b montre le guidage obtenu pour une boîte de vitesses semblable, mais pourvue d'une grille interne de guidage. La largeur des couloirs de passage s'en trouve diminuée, ce qui fournit un meilleur guidage. La largeur de la ligne de sélection n'est volontairement pas diminuée car cela pénaliserait les changements de vitesse nécessitant un changement de couloir. La figure 2 montre un doigt de passage 10 conforme à l'invention. Celui-ci comprend un corps cylindrique tubulaire 12, d'axe X-X', destiné à être monté sur un arbre (non représenté), cet arbre formant l'axe de rotation du doigt de passage 10. De manière connue, ce doigt de passage 10 est mobile en rotation autour de l'axe X-X' entre une pluralité de positions de sélection, et mobile en translation, à partir des positions de sélection, jusqu'à une pluralité de positions d'engagement. A une extrémité du corps 12 s'étendent radialement deux bras 141, 142. Ces deux bras 141, 142 sont identiques et décalés angulairement par rotation autour de l'axe X-X'. Lorsque le doigt de passage 10 est dans une des positions de sélection, les bras 141, 142 sont engagés dans des éléments d'engagement de rapport (non représentés), et le mouvement du doigt de passage vers une position d'engagement, par l'intermédiaire de l'un des deux bras 141, 142, entraîne l'élément d'engagement sélectionné, réalisant ainsi l'engagement d'un rapport. Le mouvement inverse conduit au dégagement du rapport. Un troisième bras, ou bras de support 16, s'étend radialement du corps 12. Dans l'exemple, celui-ci s'étend de la même extrémité du corps 12 que les bras 141 et 141. L'extrémité libre du troisième bras 16 supporte une plaque 18, conformée en secteur de cylindre d'axe X-X'. La plaque 18 porte, sur sa surface externe 180, opposée au corps 12, le chemin de guidage destiné à coopérer avec deux pions cylindriques 19, 20, fixes par rapport au carter (non représenté) de la boîte de vitesses. Le chemin de guidage est réalisé en relief sur la surface 180 de la plaque 18, au moyen de bornes 181 à 185. Ces bornes sont de forme sensiblement parallélépipédique et allongée selon une direction parallèle à l'axe X-X'. Parmi ces bornes, on distingue deux bornes d'extrémité 181, 182 de longueur L, et trois bornes intermédiaires 183, 184, 185 de longueur /, L étant supérieur à I. La distance d entre deux bornes consécutives est supérieure au diamètre des pions 19, 20, de manière à permettre leur passage entre les bornes. Un segment en relief 186 relie une extrémité de la borne d'extrémité 181 à l'extrémité correspondante de la borne intermédiaire voisine 185, de manière à permettre l'engagement entre ces deux bornes du pion 19, tout en formant un obstacle à l'engagement du pion 20 entre ces mêmes bornes. Dans l'exemple, les surfaces latérales des bornes sont légèrement convexes pour faciliter l'engagement et le guidage des pions entre deux bornes. Lorsque le levier de changement de vitesses (non représenté), relié au doigt de passage, est au repos, c'est-à-dire au point mort, les pions sont disposés de part et d'autres de la plaque 18. En effet, les pions sont alignés selon une direction parallèle à l'axe X-X', et espacés d'une distance comprise entre / et L. Le mouvement relatif d'un pion par rapport au chemin de guidage est lié au mouvement du doigt de passage par rapport au carter de la boîte de vitesses. Ainsi, le passage d'un pion entre deux bornes voisines correspond à un mouvement de translation du doigt de passage 10, selon la direction de l'axe X-X'. Le mouvement de rotation du doigt de passage 10 induit quant à lui un mouvement de rotation des pions par rapport à la plaque 18, permettant ainsi de positionner les pions en face de l'un ou l'autre des couloirs que constituent les espaces entre deux bornes consécutives. Du fait de l'écartement des deux pions 19 et 20 supérieur à la longueur / des bornes intermédiaires 183, 184, 185, ces dernières n'entravent pas le mouvement relatif de rotation des pions par rapport au doigt de passage 10 lorsque celui-ci est déplacé en rotation. On va maintenant décrire différents exemples de mouvements et de positions possibles des pions par rapport au chemin de guidage, en fonction des positions du doigt de passage, liées à celles du levier de changement de vitesses. Sur les figures 3a à 7a sont représentées un modèle du chemin de guidage avec une position du doigt de passage différente sur chaque figure. Le chemin de guidage, que représente une grille de passage des vitesses, comprend un tronçon principal, formant la ligne de sélection. Celle-ci comprend plusieurs positions de sélection 31, 32, 33, 34, à partir desquelles s'étendent des couloirs de passage, dont les extrémités 310, 320, 321, 330, 331, 340, 341 constituent des positions d'engagement. La position du doigt de passage 10 est représentée sur les figures par le disque 35. D'autre part, sur les figures 3b à 7b sont représentées les positions correspondantes du doigt de passage 10 par rapport aux pions 19 et 20. Sur les figures 3a et 3b, le doigt de passage 10 est représenté dans une position de sélection 32, permettant l'engagement du premier ou du second rapport (respectivement positions 320 et 321). Sur la figure 3b, on voit que les pions 19 et 20 sont situés de part et d'autre de la plaque 18 et qu'aucune borne intermédiaire n'est susceptible d'entraver leur mouvement par rapport au doigt de passage, que ce dernier soit déplacé par rotation (changement de position de sélection), ou par translation (passage de la position de sélection 32 à une position d'engagement 320 ou 321). Le changement de position de sélection est représenté sur les figures 4a et 4b. On est ainsi passé à la position de sélection 31, à partir de laquelle on peut engager le rapport de marche arrière (position d'engagement 310). Comme le montre la figure 4b, ce changement a été opéré par une rotation du doigt de passage 22, déplaçant ainsi les pions 19 et 20 au niveau de la borne d'extrémité 181, cette dernière bloquant le pion 19, réalisant ainsi une première limite de la course en rotation du doigt de passage, une deuxième limite étant assurée par la borne d'extrémité opposée 182. Il est à noter que, conformément au chemin de guidage, lorsque le doigt de passage est en position de sélection 31, le segment 186 fait obstacle au passage du pion 20 entre la borne intermédiaire 185 et la borne d'extrémité 181, n'autorisant ainsi la translation du doigt de passage que dans une seule direction, c'est-à-dire vers la position d'engagement 310. L'engagement du rapport de marche arrière depuis la position de sélection 31, visible sur les figures 5a et 5b, se fait par un mouvement de translation du doigt de passage 10 selon l'axe X-X', le pion 19 étant alors guidé entre les bornes d'extrémité 181 et intermédiaire 185. Les figures 6a et 6b représentent l'engagement du premier rapport, à partir de la position de sélection 32 représentée aux figures 3a et 3b. Pour engager ce rapport, le doigt de passage a été déplacé en translation, le pion 19 passant entre les bornes intermédiaires 184 et 185, jusqu'à atteindre la position d'engagement 320. Le passage du premier au deuxième rapport est ici représenté sur les figures 7a et 7b. Cette opération a été effectuée par un déplacement en translation du doigt de passage 10, celui-ci repassant par la position de sélection 32, pour atteindre la position d'engagement opposée 321. Lors de ce mouvement, le premier pion 19 s'est désengagé d'entre les bornes intermédiaires 184 et 185, puis le deuxième pion 20 s'est engagé à son tour entre ces deux bornes 184 et 185. Le dispositif conforme à l'invention procure donc un guidage très précis et permet de faciliter grandement la fabrication et l'assemblage des moyens de guidage internes. En effet, la plaque 18, son bras de support 16, ainsi que tous les éléments de guidage disposés sur cette plaque 18 sont intégrés au doigt de passage 10. Le doigt de passage 10 comportant l'ensemble de ces éléments peut ainsi être réalisé directement, par exemple par moulage ou par frittage. De plus, les tolérances dimensionnelles obtenues par de tels procédés sont suffisantes pour ne pas nécessiter de réusinage des éléments de guidage, simplifiant là encore la fabrication. Enfin, le montage des composants de la boîte de vitesses s'en trouve également simplifié, d'une part du fait qu'il n'y a plus besoin de fixer une mini-grille interne au carter de boîte de vitesse, celle-ci étant intégrée au doigt de passage.25 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses mécanique comprenant un doigt de passage (10) mobile en rotation autour d'un axe (XX') entre une pluralité de positions de sélection et mobile en translation, à partir des positions de sélection, jusqu'à une pluralité de positions d'engagement, le dispositif comprenant des moyens de guidage du doigt de passage (10), ces moyens de guidage comportant au moins un pion (19, 20) coopérant avec un chemin de guidage (181, 182, 183, 184, 185), le dispositif étant caractérisé en ce que le pion (19, 20) est fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses, le chemin de guidage (181, 182, 183, 184, 185) étant fixe par rapport au doigt de passage (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le chemin de guidage (181, 182, 183, 184, 185) comprend une empreinte creuse disposée sur une surface externe solidaire du doigt de passage (10). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le chemin de guidage comprend des bornes (181, 182, 183, 184, 185) en relief disposées sur une plaque (18) solidaire du doigt de passage (10), ladite plaque (18) étant conformée en un secteur de cylindre d'axe confondu avec l'axe de rotation (XX') du doigt de passage (10). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la plaque (18) est liée au doigt de passage (10) par un bras de support (16) s étendant depuis le doigt de passage (10). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la plaque (18) comprend deux bornes d'extrémité (181, 182) et trois bornes intermédiaires (183, 184, 185) disposées entre les deux bornes d'extrémités. 6. Dispositif selon la revendication 5, comprenant deux pions (19, 20) fixes par rapport au carter de la boîte de vitesses, alignés selon une direction parallèle à l'axe de rotation (XX') du doigt de passage (10), séparés d'une distance supérieure à la longueur (I) des bornes intermédiaires et inférieure à la longueur (L) des bornes d'extrémités, et tels qu'ils sont situés de part et d'autre des bornes intermédiaires lors que le doigt de passage (10) est en position de repos. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la distance (d) entre deux bornes voisines permet le passage des pions (19, 20). 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel les bornes (181, 182, 183, 184, 185) sont des éléments de forme sensiblement parallélépipédique, comprenant deux faces latérales s'étendant dans une direction parallèle à l'axe de rotation du doigt de passage (10). 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les faces latérales sont convexes pour faciliter le guidage des pions (19, 20). 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, dans lequel un segment en relief (186) joint une extrémité d'une des bornes d'extrémité (181) à l'extrémité correspondante de la borne intermédiaire (185) la plus proche, de manière à interdire le passage de l'un des pions (20). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le doigt de passage (10) et le chemin de guidage forment une pièce monobloc. 12. Boîte de vitesses mécanique à commande manuelle, comprenant un dispositif de commande interne selon l'une des revendications 1 à 11. 13. Boîte de vitesses mécanique à commande pilotée, comprenant un dispositif de commande interne selon l'une des revendications 1 à 11.