Brevet FR2912698A1 — publié le 20080822

Levier de changement de vitesses ergonomique pour véhicule automobile. La présente invention est relative à un levier de changement de vitesses pour véhicule automobile, dont la structure est conçue pour répondre et satisfaire à une préoccupation d'ordre ergonomique, en évitant notamment que ses mouvements, commandés par l'utilisateur pour passer d'une vitesse à une autre, ne provoquent une torsion du poignet de ce dernier qui tient fermement dans sa main le pommeau ou autre organe de préhension analogue, usuellement prévu en bout de ce levier. Les leviers de changement de vitesses des véhicules automobiles, en particulier à commande manuelle, comportent de la façon la plus courante une tige montée pivotante autour d'un point central fixe prévu dans l'habitacle du véhicule, appelé point mort et adaptée à se mouvoir légèrement de part et d'autre de celui-ci, par l'intermédiaire d'un élément a rotule permettant de déplacer l'extrémité de ce levier opposée à celle qui porte le pommeau de commande, soit vers la droite ou la gauche par rapport à la direction du véhicule, soit vers l'avant ou l'arrière, pour permettre d'enclencher les vitesses dans le rapport souhaité, selon la répartition des positions offertes pour le déplacement de ce levier autour du point mort. Dans tous les cas, en particulier si la tige du levier présente une longueur relative non négligeable entre sa rotule de pivotement et le pommeau de commande à son extrémité supérieure, on comprend aisément que les déplacements dans l'espace de ce pommeau sont d'autant plus grands que la tige est plus longue et que l'angle qui mesure les débattements de celle-ci dans les directions nécessaires pour le passage des vitesses est plus important. Il en résulte que ce pommeau, s'il est rigidement fixé en bout de la tige du levier, a tendance à pivoter de façon relative dans la main du conducteur de sorte que, si ce dernier le tient fermement, il provoque une torsion de son poignet qui peut être notable et apte à générer une gêne sensible pour l'utilisateur. De plus, les indications habituellement portées sur le dessus du pommeau pour matérialiser le schéma du passage des vitesses, deviennent moins lisibles en vision directe du conducteur, en raison de cette rotation relative du pommeau. La présente invention a pour objet un levier de changement de vitesses pour véhicule automobile qui évite cet inconvénient, en permettant de maintenir le pommeau toujours orienté dans la même direction à l'extrémité de la tige de ce levier, indépendamment des mouvements propres de celle-ci lors du passage des vitesses et des mouvements de rotation et de déplacement imposés à cette tige. Le brevet japonais JP 9323559 illustre un mécanisme qui vise à apporter une solution analogue au problème ainsi posé. Toutefois, le dispositif décrit, qui utilise un ensemble à engrenages avec pignons planétaires et satellites à la manière d'un pont de direction, est particulièrement complexe, coûteux à réaliser et d'une fiabilité contestable. La présente invention concerne un ensemble mécanique beaucoup plus simple et d'une grande efficacité pour éviter toute torsion du poignet de l'utilisateur qui tient en main le pommeau monté en bout de la tige du levier lors du passage des vitesses réalisé par les déplacements commandés de ce dernier. A cet effet, le levier de changement de vitesses considéré, comportant une tige de manoeuvre dont une extrémité est apte à subir des déplacements commandés en translation latérale et/ou longitudinale autour d'une première rotule d'articulation solidaire de la tige pour provoquer l'enclenchement des vitesses selon les rapports prévus correspondant à des positions déterminées de ce levier, se caractérise en ce que l'autre extrémité de la tige de commande supporte, autour d'une seconde rotule d'articulation, un pommeau d'actionnement des mouvements de la tige, cette seconde rotule étant raccordée à au moins une première biellette transversale, elle-même articulée à l'extrémité d'une tringle de liaison avec le pommeau, parallèle à la tige du levier, cette tringle étant à son tour articulée, à son extrémité opposée, à une seconde biellette transversale raccordée à la première rotule, de manière à ce que les deux biellettes, la tige et la tringle forment un ensemble articulé déformable, les mouvements de la seconde biellette, consécutivement aux déplacements en translation latérale et/ou longitudinale de la tige dans un plan horizontal, étant communiqués à la première biellette qui se déplace en conséquence dans un plan horizontal parallèle, en maintenant en permanence inchangée l'orientation du pommeau monté pivotant autour de la seconde rotule à l'extrémité de la tige de manoeuvre. De préférence, les première et seconde biellettes présentent des longueurs identiques, l'ensemble articulé constituant un parallélogramme déformable. En variante cependant, les première et seconde biellettes peuvent comporter des longueurs différentes de manière à amplifier ou réduire les déplacements relatifs du pommeau à l'extrémité de la tige de manœuvre. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la tige de manoeuvre comporte deux premières et deux secondes biellettes, deux à deux parallèles, articulées respectivement sur les deux rotules de la tige, ces biellettes formant chacune les côtés de triangles dont les sommets sont dans les deux plans horizontaux parallèles, respectivement reliés par la tige d'une part et par deux tringles de liaison, parallèles entre elles, d'autre part. Dans une première variante d'exécution, les rotules de liaison entre la tige de manoeuvre d'une part et les tringles d'autre part, sont fixées sur un plateau de support solidarisé du pommeau par une vis de liaison ou analogue. Dans une autre variante, le pommeau est directement vissé sur les rotules de liaison. D'autres caractéristiques d'un levier de changement de vitesses établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels . - La Figure 1 est un schéma illustrant le diagramme des positions occupées par la tige de manoeuvre du levier pour assurer le changement des vitesses d'un véhicule automobile. - La Figure 2 illustre un mode de réalisation simplifié de la tige de manoeuvre du levier pour le maintien de l'orientation du pommeau monté en bout de cette tige lors d'un déplacement latéral et/ou longitudinal de celle-ci. - La Figure 3 est une vue analogue à la Figure 2, dans laquelle la tige de manoeuvre est adaptée au maintien de l'orientation du pommeau lors de déplacements à la fois latéraux et longitudinaux. - La Figure 4 est une vue de détail à plus grande échelle, illustrant un mode de réalisation de la liaison entre le pommeau et l'extrémité de la tige de manœuvre. - La Figure 5 correspond à une variante de réalisation du montage représenté sur la Figure 4. Le schéma de principe de la Figure 1 illustre la répartition, autour d'une position centrale dite de point mort PM, des rapports de vitesses susceptibles d'être imposés lors du déplacement d'un véhicule automobile, comportant, dans l'exemple considéré qui correspond en pratique à la configuration adoptée pour la majorité des modèles actuels, cinq rapports pour la marche avant du véhicule repérés de 1 à 5, et un rapport unique de marche arrière AR. De façon classique, ces rapports sont répartis autour du point mort PM de manière à pouvoir être enclenchés au moyen d'un levier de manoeuvre décrit plus loin, consécutivement à un déplacement latéral vers la gauche suivi d'un déplacement longitudinal vers l'avant ou vers l'arrière pour les rapports correspondant aux deux premières vitesses 1 et 2, les plus démultipliées, à un déplacement uniquement vers l'avant ou vers l'arrière à partir du point mort pour les rapports correspondant respectivement à la troisième et à la quatrième vitesses 3 et 4, plus élevées, et enfin à un déplacement latéral vers la droite suivi d'un déplacement longitudinal vers l'avant pour le rapport correspondant à la vitesse 5 la plus grande. Le rapport permettant d'enclencher la marche arrière AR correspond à la position atteinte à la suite d'un déplacement latéral, à nouveau vers la droite, suivi d'un autre déplacement cette fois vers l'arrière, à l'opposé de la cinquième vitesse, l'enclenchement dans cette position nécessitant le franchissement d'un point dur ou d'un moyen de sécurité analogue, de telle sorte que la marche arrière ne puisse pratiquement être mise en oeuvre qu'à l'arrêt du véhicule, sans risque d'interférence avec un rapport de vitesses en marche avant. De façon usuelle, le levier de changement de vitesses, dont un mode de réalisation simplifié est illustré sur la Figure 2, désigné dans son ensemble sous la référence 10, comporte une tige de manoeuvre 11, articulée autour d'une première rotule 12 vis-à-vis d'une partie appropriée de l'habitacle, notamment voisine du plancher et de préférence disposée au droit de la console (non représentée) qui sépare les places avant du véhicule, pour permettre au conducteur de manoeuvrer cette tige afin d'enclencher les vitesses dans chacun des rapports successifs souhaités selon le schéma de la Figure 1. La tige 11 se prolonge à cet effet, au-delà de la rotule 12, par une extension 13 susceptible de se déplacer selon les mouvements imposés à la tige dans une direction appropriée, soit latéralement, soit longitudinalement, et bien entendu selon les combinaisons nécessaires pour enclencher, à partir du point mort PM matérialisé par la rotule 12, un quelconque des rapports correspondant aux vitesses repérées par les positions 1 à 5 ou pour passer en marche arrière AR, les déplacements correspondants de l'extension 13 étant schématisés sur la Figure 2 par une flèche et l'illustration en traits pointillés de la tige de manoeuvre 11. Comme il va de soi, ces déplacements de la tige de manoeuvre 11 sont transmis par un mécanisme assisté (non représenté) à l'ensemble des pignons qui constituent la boîte de vitesses du véhicule, pour réaliser la commande et la mise en oeuvre effectives de ces vitesses dans les rapports choisis. La tige de manoeuvre 11 supporte à son extrémité supérieure opposée à la rotule 12 un pommeau de commande 14, que l'invention permet de maintenir dans une orientation qui reste toujours la même, indépendamment des déplacements de la tige, afin d'éviter que le conducteur, qui tient fermement ce pommeau dans sa main pour imposer à la tige les déplacements nécessaires au passage des vitesses successives selon le schéma de la Figure 1, ne subisse une torsion relative de son poignet, qui serait d'autant plus notable et gênante que la longueur de la tige, entre sa rotule et l'emplacement du pommeau, serait plus importante. Dans ce but, l'extrémité de la tige de manoeuvre 11 opposée à la première rotule 12, comporte une seconde rotule 15, sur laquelle pivote le pommeau 14 sous l'effet d'un ensemble articulé 16, apte à se déformer de façon coordonnée lors des déplacements de la tige 11. Cet ensemble déformable 16 comporte une première biellette 17, articulée sur la seconde rotule 15, et une seconde biellette 18, articulée à son tour sur la première rotule 12, ces deux biellettes comportant elles-mêmes, à leurs extrémités opposées, respectivement 19 et 20, deux articulations pour les extrémités d'une tringle de liaison 21 commune. L'articulation 19 entre la première biellette 35 17 et l'extrémité de la tringle de liaison 21 est par ailleurs portée par le pommeau 14. Dans l'exemple représenté, les première et seconde biellettes 17 et 18, sont parallèles et s'étendent dans deux plans horizontaux à partir des rotules 15 et 12 respectivement, l'ensemble articulé 16 formant un parallélogramme déformable où la tringle de liaison 21 reste en permanence parallèle à la tige de manoeuvre 11 lors du déplacement de celle-ci, schématisé de façon générale sur la Figure 2 par la flèche 22. Simultanément, le pommeau 14, articulé sur la seconde rotule 15 à l'extrémité supérieure de la tige de manoeuvre 11, pivote sur lui-même autour de cette rotule et simultanément autour de l'articulation 19 à l'extrémité de la première biellette 17, en restant toujours orienté dans l'espace dans la même direction. En particulier dans le cas où, comme représenté sur la Figure 2, la partie supérieure 23 de ce pommeau 14 est constituée par une face plane et horizontale, on voit que celle-ci se maintient en permanence parallèle à elle-même, quels que soient les déplacements imposés à la tige de manoeuvre. Sur la Figure 3, sur laquelle on a repris les mêmes chiffres de référence que sur la Figure 2 pour désigner les mêmes organes du levier de commande 10, la première rotule 12 est, dans ce cas, associée à deux secondes biellettes 18a et 18b, tandis que la seconde rotule 15 est simultanément reliée à deux premières biellettes 17a et 17b, les biellettes 17a et 18a d'une part, 17b et 18b d'autre part, présentant chacune la même longueur et étant respectivement parallèles entre elles. De plus, les biellettes 17a et 17b d'une part, 18a et 18b d'autre part, sont disposées suivant le même écartement angulaire, par exemple à angle droit l'une de l'autre dans les plans horizontaux qui les contiennent respectivement au droit des rotules 12 et 15, ces biellettes formant ainsi entre elles, au droit des rotules 12 et 15, deux triangles par exemple rectangles identiques. Les biellettes 17a et 18a sont reliées entre elles par une tringle de liaison 24, tandis que les biellettes 17b et 18b sont pour leur part réunies par une autre tringle 25, ces tringles 24 et 25 étant parallèles entre elles et parallèles à la tige de manoeuvre 11. Le pommeau 14 est comme précédemment articulé autour de la seconde rotule 15 et porté par les articulations 19a et 19b prévues en bout des biellettes 17a et 17b, ces articulations étant réunies par une barrette de liaison 26. Avantageusement, une barrette identique 27 est prévue au droit de la rotule 12 pour relier les articulations 20a et 20b, en bout des biellettes 18a et 18b. Grâce à ces dispositions, on voit que le pommeau 14 conserve toujours la même orientation, notamment avec sa face supérieure 23 se maintenant dans un plan toujours horizontal, quels que soient les déplacements imposés à la tige 11 par ce pommeau, aussi bien latéralement vers la droite ou la gauche, que vers l'avant ou vers l'arrière selon le schéma de la Figure 1, pour le passage des vitesses dans le rapport chaque fois choisi. Il en résulte que le conducteur, qui tient fermement ce pommeau dans sa main pour commander les déplacements du levier assurant le changement des vitesses, ne subit plus aucune torsion de son poignet, ce qui rend son usage plus agréable et plus ergonomique sans aucune limitation quant aux déplacements imposés. Les Figures 4 et 5 illustrent le détail du montage du pommeau 14 à l'extrémité de la tige de manoeuvre 11 et des deux tringles de liaison 24 et 25 mises en oeuvre dans la réalisation du levier de commande 10 illustré sur la Figure 3. Dans l'exemple représenté sur la Figure 4, la seconde rotule 15, prévue en bout de la tige de manoeuvre 11 ainsi que les deux articulations 19a et 19b à l'extrémité des tringles de liaison 24 et 25, sont fixées à un plateau de support 28, muni sensiblement en son centre d'une vis 29 sur laquelle s'adapte le pommeau 14, par engagement de ce plateau dans un logement 30 prévu dans ce dernier. Dans la variante illustrée sur la Figure 5, le plateau de support est supprimé, la tige de manoeuvre 11 et les deux tringles 24 et 25, formant l'ensemble déformable 16, se prolongeant chacune par une vis 31, les trois vis correspondantes venant en prise avec un taraudage 32 prévu dans le fond du logement 30 afin d'assurer la liaison du pommeau avec cet ensemble déformable. Sur les Figures 4 et 5, la face supérieure plane 23 du pommeau 14 comporte la reproduction du schéma des vitesses de la Figure 1, cette disposition présentant l'avantage que, du fait que cette face reste toujours horizontale et parallèle à elle-même, ce schéma est en permanence en vue directe du conducteur et non décalée comme l'imposeraient les déplacements et débattements de la tige du levier dans une solution classique, améliorant ainsi le confort visuel de l'utilisateur et la sécurité des manoeuvres qu'il accomplit. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation plus spécialement décrits et représentés en référence aux dessins annexés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Notamment, si dans ces exemples, les biellettes transversales d'une part et les tringles de liaison d'autre part ont été envisagées comme présentant des longueurs respectivement identiques, on pourrait envisager de leur faire comporter des dimensions différentes, de telle sorte que les déplacements du pommeau monté et articulé à l'extrémité de la tige de manoeuvre soient amplifiés, le cas échéant réduits, par rapport à ceux de la partie de cette tige qui actionne la commande de la boîte de vitesses. De même, concernant le moyen de fixation du pommeau, dans le but d'améliorer encore la robustesse de l'ensemble, de sorte que dans la liaison réalisée, la fonction assurée par la tige de manoeuvre 11 soit prépondérante, on peut prévoir que la longueur de cette tige soit légèrement supérieure à celle des tringles 24 et 25. Dans cette variante, qui ne modifie en aucune manière la mise en oeuvre des caractéristiques structurelles et fonctionnelles propres de l'invention, la seconde rotule 15 à l'extrémité de la tige 11 est proéminente pour faire saillie au dessus des articulations 19a et 19b prévues en bout des tringles 24 et 25 et comporte un filetage ou similaire qui permet d'y fixer directement le pommeau 14, par vissage notamment, lequel fait ainsi directement corps avec la rotule correspondante. Les articulations 19a et 19b coopèrent pour leur part avec des moyens de fixation autorisant leur rotation relative vis-à-vis du pommeau, qui peuvent être conformes à ceux décrits plus haut, en référence aux variantes des Figures 4 et 5.35 REVENDICATIONS 1 - Levier de changement de vitesses pour véhicule automobile, comportant une tige de manoeuvre (11) dont une extrémité est apte à subir des déplacements commandés en translation latérale et/ou longitudinale autour d'une première rotule d'articulation (12) solidaire de la tige pour provoquer l'enclenchement des vitesses selon les rapports prévus correspondant à des positions déterminées de ce levier, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la tige de commande (11) supporte, autour d'une seconde rotule d'articulation (15), un pommeau d'actionnement (14) des mouvements de la tige, cette seconde rotule étant raccordée à au moins une première biellette (17) transversale, elle-même articulée à l'extrémité d'une tringle de liaison (21) avec le pommeau, parallèle à la tige du levier, cette tringle étant à son tour articulée, à son extrémité opposée, à une seconde biellette transversale (18) raccordée à la première rotule (12), de manière à ce que les deux biellettes, la tige et la tringle forment un ensemble articulé (16) déformable, les mouvements de la seconde biellette (18), consécutivement aux déplacements en translation latérale et/ou longitudinale de la tige dans un plan horizontal, étant communiqués à la première biellette (17) qui se déplace en conséquence dans un plan horizontal parallèle, en maintenant en permanence inchangée l'orientation du pommeau (14), monté pivotant autour de la seconde rotule (15) à l'extrémité de la tige de manoeuvre (11). 2 Levier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde biellettes (17,18) présentent des longueursidentiques, l'ensemble articulé (16) constituant un parallélogramme déformable. 3 - Levier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde biellettes (17,18) comportent des longueurs différentes de manière à amplifier ou réduire les déplacements relatifs du pommeau (14) à l'extrémité de la tige de manoeuvre (11). 4 - Levier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige de manoeuvre (11) comporte deux premières (17a,17b) et deux secondes (18a,18b) biellettes, deux à deux parallèles, articulées respectivement sur les deux rotules (12,15) de la tige, ces biellettes formant chacune les côtés de triangles dont les sommets sont dans les deux plans horizontaux parallèles, respectivement reliés par la tige (11) d'une part et deux tringles de liaison (24,25), parallèles entre elles d'autre part. 5 Levier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rotules de liaison (12,15) entre la tige de manoeuvre (11) d'une part et les tringles de liaison (24,25) d'autre part, sont fixées sur un plateau de support (28), solidarisé du pommeau (14) par une vis de liaison (29) ou analogue. 6 Levier selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pommeau (14) est directement vissé sur les rotules de liaison. 7 Levier selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tige de manoeuvre (11) présente une longueur légèrement supérieure à celles des tringles de liaison (24,25).