Brevet FR2918434A1 — publié le 20090109

DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES 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. Dans une boîte de vitesses conventionnelle, à l'intérieur d'un carter, est disposée une tige de sélection mobile en rotation autour d'un axe longitudinal. Un organe menant, tel qu'un doigt de passage de vitesses, porté transversalement par la tige de sélection et mobile par rapport à celle-ci en translation le long de l'axe longitudinal, est destiné à commander un ensemble d'organes menés. De manière connue, les organes menés prennent en général la forme de crosses, ou noix de passage, dans lesquelles sont ménagées des encoches aptes à recevoir le doigt de passage pour commander respectivement les fourchettes correspondantes de la boîte de vitesses. Chaque fourchette est disposée sur un axe propre et peut prendre trois positions, une position de repos et deux positions de passage (ou d'engagement) de rapport, symétriques par rapport à la position de repos. Les fourchettes vont de l'une à l'autre de ces positions par un mouvement de translation selon l'axe longitudinal provoqué par le doigt de passage. Chaque fourchette emmène dans son mouvement d'engagement un manchon-synchroniseur qui entraîne à son tour un pignon fou Lorsqu'un conducteur actionne le levier de passage de vitesses, la tige de sélection et le doigt de passage sont entraînés en rotation autour de l'axe longitudinal pour sélectionner la vitesse désirée, puis le doigt de passage seul est entraîné en translation le long de cet axe pour effectuer le passage de la vitesse souhaitée. L'engagement ou le dégagement d'un rapport s'effectue donc via une chaîne cinématique dans laquelle les maillons extrêmes comprennent le levier de commande de vitesses d'une part, et le pignon du rapport sélectionné d'autre part. Dans certaines situations, des mouvements parasites de certaines pièces de la boîte, notamment celles des pignons, remontent le long de cette chaîne cinématique pour être transmis au levier de commande. Ces mouvements sont alors ressentis par le conducteur lorsqu'il tient le levier en main, ce qui a pour effet de dégrader fortement l'agrément de manipulation. La figure 1 est un schéma représentant la chaîne cinématique de la commande d'une boîte de vitesses. Le levier de commande de vitesses 28, disposé dans l'habitacle, est manoeuvré par le conducteur. Le levier de commande 28 est relié par un câble 30 à un renvoi de sélection (non représenté) et à un renvoi de passage 12. L'extrémité 121 reliée au levier de vitesse du renvoi 12 est disposée à l'extérieur du carter de boîte de vitesses 14, tandis que son extrémité opposée 122 est disposée à l'intérieur de ce carter 14, de manière à entraîner en translation le doigt de passage 16. Ce doigt de passage est apte à entraîner à son tour une fourchette 18, cette fourchette emmenant un manchon-synchroniseur 20 qui entraîne un pignon fou 22. Tous ces éléments de la chaîne cinématique de passage d'une vitesse sont donc en liaison mécanique et, comme expliqué ci-dessus, des mouvements non désirés de l'un d'eux peuvent être transmis au levier de commande 28, et ressentis par le conducteur comme un désagrément. C'est notamment lors d'une alternance de sens du couple (en particulier lors d'une accélération ou une décélération) que certaines pièces de la boite de vitesses, comme les pignons fous, subissent de faibles déplacements induisant des efforts dans l'ensemble de la chaîne de transmission. En effet, on voit sur la figure 1 que Le problème de remontée d'effort apparaît lorsque toutes les pièces de la chaîne de transmission sont en contact : lors d'une alternance de sens du couple, le pignon fou 22 subit des déplacements de faible amplitude le long de l'axe XX', le manchon-synchroniseur 20 étant en contact contre le pignon fou 22 subit également ces déplacements de direction XX', la fourchette 18 étant en contact contre le manchon-synchroniseur 20 subit également ces déplacements de direction XX' ; le doigt de passage 16 étant en contact contre la fourchette 18 subit également ces déplacements de direction XX' ; le renvoi de passage 12 étant en contact contre le doigt de passage 16 subit une rotation autour de son axe ; enfin, ce mouvement du renvoi de passage 12 est directement transmis au levier de commande 28 par le biais d'un câble 30. Etant donné la présence d'un billage sur la fourchette et sur le renvoi de passage, toutes les pièces de la chaîne de transmission sont en contact. On entend par billage, un moyen d'indexation de la position de la fourchette sur l'axe XX' permettant de maintenir la fourchette en position pendant la phase d'engagement de la vitesse. L'invention a pour objet de d'améliorer l'agrément de manipulation de la boîte de vitesses pour le conducteur en évitant toute remontée dans le levier de commande de mouvements parasites générés par l'une ou l'autre des pièces constituant la boîte de vitesses. Ainsi, l'invention concerne un dispositif de commande interne de boîte de vitesses mécanique, comprenant un carter à l'intérieur duquel sont disposés plusieurs éléments d'engagement de rapports, une tige de sélection s'étendant selon un axe longitudinal et mobile en rotation autour de cet axe, un doigt de passage de vitesses porté par la tige de sélection et apte à coulisser le long de celle-ci, le doigt de passage étant apte à être engagé sélectivement, par rotation de la tige de sélection, dans l'une de plusieurs encoches agencées chacune dans l'un desdits éléments, puis à entraîner l'élément ainsi sélectionné par translation du doigt de passage le long de la tige de sélection, de manière à réaliser l'engagement d'un rapport, deux butées fixes, par rapport au carter limitant de chaque côté la course du doigt de passage, caractérisé en ce qu'au moins une garniture élastique déformable est disposée entre le doigt de passage et chaque butée fixe. Dans une réalisation, les garnitures élastiques sont telles qu'elles permettent le passage d'un rapport, le doigt de passage venant alors déformer la garniture élastique correspondante, le doigt de passage étant ensuite, une fois le rapport engagé, repoussé par la butée élastique qui retourne à sa position de repos. Dans une réalisation, après qu'un rapport est engagé, la garniture élastique qui est au contact du doigt de passage repousse celui-ci de manière à ce que qu'il ne soit plus en contact avec la fourchette correspondante, le jeu entre le doigt de passage et l'encoche de la fourchette étant non nul de chaque côté du doigt de passage. Dans une réalisation, la différence d'épaisseur entre la position de repos et la position déformée de chaque garniture élastique est inférieure au jeu mécanique total entre le doigt de passage et l'encoche de la fourchette. Dans une réalisation, les garnitures élastiques sont réalisées par des joints toriques. L'invention concerne également une boîte de vitesses mécanique à commande manuelle, pourvue d'un dispositif de commande interne tel que défini ci-dessus. 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 : - la figure 1, déjà décrite représente la chaîne cinématique d'engagement d'un rapport dans une boîte de vitesses connue; - la figure 2 est un schéma explicitant le principe de l'invention ; - la figure 3 représente un dispositif selon l'invention, - la figure 4 représente un mode particulier de réalisation de l'invention. Un dispositif 10 de commande interne d'une boîte de vitesses mécanique à commande manuelle selon l'invention est décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3, ainsi qu'à la figure 1 pour les éléments communs à l'invention et à l'état de la technique. Une tige de sélection 24 est montée mobile en rotation autour d'un axe longitudinal XX' par rapport au carter (14) de boîte de vitesses. Un doigt de passage 16 de vitesses est solidaire d'un moyeu 161 en liaison glissière avec la tige de sélection 24. La tige de sélection 24 est entraînée en rotation par un l'intermédiaire d'un câble (non représenté) relié au levier de commande de vitesses 28, manipulé par le conducteur. La tige de sélection 24 pivote entre une pluralité de positions de sélection de vitesses, entraînant le doigt de passage 16 dans son mouvement de rotation. Ainsi, au passage de la tige de sélection 24 d'une position de sélection à une autre correspond la sélection d'une fourchette 18 correspondante via le positionnement du doigt de passage 16 dans une encoche 181 pratiquée dans la fourchette 18. Pour une meilleure lisibilité, une seule fourchette 18 est représentée, mais une boîte de vitesses usuelle compte généralement trois fourchettes, aptes à réaliser l'engagement de six rapports (cinq rapports de marche avant et un rapport de marche arrière). Une fois la fourchette 18 sélectionnée, l'engagement d'un rapport est réalisé par un mouvement de translation selon l'axe longitudinal XX' obtenu par un déplacement du doigt de passage 16 le long la tige de sélection 24. De manière également connue, chaque fourchette 18 entraîne dans son mouvement un manchon-synchroniseur 20 qui, à son tour, entraîne un pignon fou 22. De manière également connue, le carter 14 comprend deux butées fixes 141, 142, disposées de part et d'autre du doigt de passage 16, et, plus particulièrement de part et d'autre du moyeu 161 qui coulisse sur la tige de sélection 24. Ces butées fixes servent, de manière connue, à limiter la course du doigt de passage 16 dans chaque sens de passage. Selon l'invention, tel que représenté sur la figure 4, ces butées fixes sont pourvues chacune d'une garniture élastique déformable 261, 262 destinées à coopérer avec le doigt de passage 16 lors de l'engagement d'un rapport, les garnitures étant aptes à se déformer suffisamment pour que le doigt de passage 16 puisse emmener la fourchette 18 sélectionnée jusqu'à l'une de ses deux positions d'engagement. Une fois cette position atteinte, la fourchette 18 est maintenue en place, de manière connue, grâce à un billage (non représenté). Le doigt de passage 16 est alors légèrement repoussé par la garniture élastique 141 correspondante qui tend à reprendre sa forme initiale, c'est-à-dire sa forme au repos, avec pour résultat que le doigt de passage 16 n'est plus en contact avec la fourchette 18. Cette position du doigt de passage 16 est donc telle que le jeu mécanique Ax, Ax' entre le doigt de passage 16 et l'encoche 181 de la fourchette 18 est non nul de chaque côté du doigt de passage (cf. figures 2 et 3). Pour que cette condition soit remplie, il est donc nécessaire que la garniture élastique ne repousse pas le doigt de passage de manière trop importante, auquel cas il viendrait alors au contact du bord opposé de l'encoche 182. Ainsi, la différence d'épaisseur Ay de chaque garniture élastique entre sa position déformée et sa position de repos doit être inférieure au jeu mécanique total entre le doigt de passage et l'encoche 181, égal à Ax + Ax'. Ainsi l'invention permet, de manière simple et économique d'empêcher toute remontée vers le levier de commande 28 d'un mouvement provenant d'une des pièces internes de la boîte de vitesses, en cassant la chaîne cinématique de la commande d'engagement d'un rapport. En effet, si l'on se réfère à la figure 3, une fois que la garniture élastique a repris sa position de repos et que le pignon fou 22 entame un mouvement et entraîne le manchon-synchroniseurr 20, celui-ci va transmettre ce mouvement à la fourchette 18. Toutefois, la fourchette 18 va alors bouger, mais sans entraîner 5 le doigt de passage 16, grâce aux jeux mécaniques Ax, Ax'. Ainsi, la chaîne cinématique est interrompue et le mouvement du pignon fou 22 ne peut être transmis d'aucune manière au levier de commande 28. L'agrément de manipulation ressenti par le conducteur s'en trouve fortement amélioré. L'invention peut être mise en oeuvre de manière simple et très économique, par exemple au moyen de joints toriques de type connu, comme représenté à la figure 4. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de commande interne d'une boîte de vitesses mécanique, comprenant un carter (14) à l'intérieur duquel sont disposés plusieurs éléments d'engagement (18) de rapports, une tige de sélection (24) s'étendant selon un axe longitudinal (XX') et mobile en rotation autour de cet axe, un doigt (16) de passage de vitesses porté par la tige de sélection (24) et apte à coulisser le long de celle-ci, le doigt de passage (14) étant apte à être engagé sélectivement, par rotation de la tige de sélection (12), dans l'une de plusieurs encoches (181) agencées chacune dans l'un desdits éléments (18), puis à entraîner l'élément ainsi sélectionné par translation du doigt de passage (16) le long de la tige de sélection (24), de manière à réaliser l'engagement d'un rapport, deux butées fixes (141, 142) par rapport au carter (14) limitant de chaque côté la course du doigt de passage (16), caractérisé en ce qu'au moins une garniture élastique déformable (261, 262) est disposée entre le doigt de passage (16) et chaque butée fixe (141, 142). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les garnitures élastiques sont telles qu'elles permettent le passage d'un rapport, le doigt de passage venant alors déformer la garniture élastique correspondante, le doigt de passage étant ensuite, une fois le rapport engagé, repoussé par la butée élastique qui retourne à sa position de repos. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel, après qu'un rapport est engagé, la garniture élastique qui est au contact du doigt de passage repousse celui-ci de manière à ce que qu'il ne soit plus en contact avec la fourchette correspondante, le jeu (Ax, Ax') entre le doigt de passage et l'encoche de la fourchette étant non nul de chaque côté du doigt de passage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la différence d'épaisseur Ay entre la position de repos et la position déformée de chaque garniture élastique (261, 262) est inférieure au jeu mécanique total entre le doigt de passage et l'encoche de la fourchette, égal à Ax + Ax'. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les garnitures élastiques (261, 262) sont réalisées par des joint toriques. 6. Boîte de vitesses mécanique à commande manuelle comprenant un dispositif de commande interne selon l'une des revendications 1 à 5.