Brevet FR2925138A1 — publié le 20090619

DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif de commande interne de boîte de vitesses, pour l'engagement de la marche arrière sur une boîte de vitesses à arbres parallèles d'un véhicule automobile. Les boîtes de vitesses manuelles des véhicules automobiles, comportent un premier arbre lié au moteur du véhicule par un embrayage, et un deuxième arbre parallèle récepteur, lié aux roues motrices du véhicule. Ces arbres peuvent être reliés entre eux par des couples de pignons formant un engrenage, transmettant le mouvement de l'un à l'autre suivant différents rapports de démultiplication correspondant respectivement à autant de rapports de vitesse. Un des pignons de chaque engrenage est solidaire d'un des arbres, l'autre pignon de l'engrenage monté libre en rotation sur l'autre arbre, peut être rendu solidaire de son arbre par le coulissement axial d'un manchon de synchronisation. Ce coulissement réalise d'abord une synchronisation des vitesses des deux éléments par un dispositif de synchronisation comportant des cônes de frottement, puis un crabotage assurant la solidarisation du pignon sur l'arbre. Chaque manchon de synchronisation peut commander l'engagement d'un rapport disposé axialement d'un côté, ou de deux rapports disposés des deux côtés du manchon. Pour l'engagement d'un rapport de marche arrière réalisant une inversion du sens de marche de l'arbre récepteur, un dispositif connu comporte un arbre intermédiaire supportant un pignon baladeur à denture droite, monté libre en rotation, qui par coulissement axial peut être engagé simultanément sur un pignon lié à l'arbre moteur, et sur un autre pignon lié à l'arbre récepteur. Une disposition connue utilise un pignon récepteur disposé sur le pourtour extérieur du manchon de synchronisation du premier et du deuxième rapport, qui peut donc coulisser axialement lui aussi pour engager ces rapports. Ce dispositif de marche arrière est simple et économique. De plus il est compact, et permet de réduire la longueur de la boîte de vitesses en comparaison avec une boîte comprenant un synchroniseur dédié pour la marche arrière. Seulement pour maintenir la position axiale du pignon baladeur avec la marche arrière engagée, il est nécessaire de prévoir un petit angle d'appui des dentures appelé "angle de détalonnage", qui applique une force axiale sur le pignon baladeur et le maintient en position. Par réaction, cet angle génère une force axiale opposée sur le manchon de synchronisation, qui tend à le déplacer. Par ailleurs, la chaîne de cotes qui relie un verrouillage du doigt de passage au manchon de synchronisation, comprend un nombre de cotes intermédiaires assez important, ce qui avec les tolérances de fabrication des composants fabriqués en série, apporte une imprécision dans la position de ce manchon. A ces problèmes peut s'ajouter suivant les couples moteur transmis, des flexions des différents composants pouvant entraîner des déplacements du manchon de synchronisation qui créent un frottement de cônes de synchronisation d'un des rapports, générant une traînée et une usure anormale de ce synchroniseur. Dans les cas les plus graves, on peut avoir aussi une dégradation des crabots de ce rapport. Une solution est proposée dans le document FR-A1-2875886, pour résoudre ce problème. II présente une commande des vitesses comportant un levier de commande comprenant un premier doigt de passage coulissant latéralement suivant un mouvement de sélection, dans des rainures alignées de plaques d'entraînement superposées, appelées noix d'entraînement des fourchettes de commande. Après sélection d'une noix de fourchette d'un rapport de marche avant, le doigt de passage pivote pour faire coulisser axialement cette noix et engager ce rapport. Ce document présente de plus un basculeur pivotant lors de l'engagement du rapport de marche arrière par un deuxième doigt de passage, ce basculeur contenant une fente recevant une patte fixée sur la noix de fourchette du manchon de synchronisation du premier et deuxième rapport, pour bloquer ce manchon et éviter un engagement non désiré d'une synchronisation. Un inconvénient de ce dispositif est qu'il est relativement complexe, 10 encombrant et coûteux, comprenant plusieurs composants pour activer ce basculeur. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un moyen simple pour éviter un mouvement du manchon de passage du premier et du second rapport 15 lorsque le rapport de marche arrière est engagé. Elle propose à cet effet, un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, comportant un premier doigt de passage pour les rapports de marche avant, se déplaçant latéralement dans des rainures de noix d'entraînement de fourchettes des rapports de marche 20 avant, pour sélectionner une fourchette et la faire coulisser axialement, et un deuxième doigt de passage d'un rapport de marche arrière, qui après sélection de ce rapport déplace axialement un pignon baladeur pour l'engager sur deux autres pignons menant et mené, ce pignon mené étant lié à un manchon de passage du premier et deuxième rapport de marche avant, 25 caractérisé en ce que la noix de fourchette du premier et deuxième rapport de marche avant comporte un bossage latéralement décalé, et en ce que lors du passage de la marche arrière, le premier doigt de passage prend appui sur ce bossage pour légèrement déplacer axialement le manchon de passage. 30 Un avantage du dispositif de commande selon l'invention, est qu'avec un léger déplacement par un simple appui sur le bossage de la noix de fourchette, on peut décaler le manchon de passage dans un sens opposé à celui où le couple moteur et les flexions entraînent ce manchon en marche arrière, pour compenser ce mouvement non souhaité et garder une position neutre de point mort. Le dispositif selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon une caractéristique de l'invention, le premier doigt de passage prend appui sur ce bossage pour légèrement déplacer axialement le manchon de passage dans le sens de l'engagement du premier rapport de marche avant. Suivant une disposition particulière, le bossage est directement réalisé sur la noix de fourchette du premier et deuxième rapport. Suivant une autre disposition particulière, le bossage est réalisé sur une pièce indépendante qui est rapportée sur la noix de fourchette. Avantageusement, la pièce rapportée est réalisée en tôle emboutie et découpée. La pièce rapportée peut être fixée à la noix de fourchette par deux rivets. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente en coupe axiale, une boîte de vitesses comportant un pignon baladeur de marche arrière ; - la figure 2 présente en perspective un dispositif de commande de boîte de vitesses selon l'art antérieur ; - la figure 3 présente une noix d'entraînement du manchon du premier et deuxième rapport, comportant un bossage selon l'invention ; et - la figure 4 présente le fonctionnement de ce bossage. La figure 1 présente une boîte de vitesses 1 à arbres parallèles, comprenant un premier arbre moteur 2 lié au moteur du véhicule par un embrayage non représenté, et un deuxième arbre récepteur 4, qui entraîne les roues motrices du véhicule. L'arbre moteur 2 supporte des pignons engrenant avec d'autres pignons portés par l'arbre récepteur 4. Pour chacun de ces couples de pignons, l'un 6 est lié à son arbre, l'autre pignon 8 peut être engagé par des manchons de synchronisation 10, 12, pour réaliser différents rapports de marche avant. La boîte de vitesses 1 comporte axialement en partant du côté du moteur, un premier puis un deuxième couple de pignon, constituant le premier et le deuxième rapport de marche avant. Un premier manchon de synchronisation 10 se trouve entre ces deux couples de pignons, il coulisse axialement pour engager l'un de ces deux rapports. Un pignon baladeur 20 est monté libre sur un axe parallèle, il est situé axialement entre les deux couples de pignons des deux premiers rapports de marche avant. Le pignon baladeur est déplacé axialement par un basculeur non représenté, pour venir s'engager simultanément sur un pignon lié à l'arbre moteur, et sur un autre formé à l'extérieur du premier manchon de synchronisation 10. On réalise de cette manière une inversion du sens de rotation de l'arbre récepteur 4. La figure 2 présente une commande interne 31 comprenant un support 30 fixé à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses, recevant le dispositif de commande interne. Un axe de passage 32 disposé verticalement, reçoit à son extrémité supérieure sortant du carter de la boîte de vitesses, un bras de commande 34 comportant une rotule reliée au mouvement de passage du levier de changement de vitesses, actionné par le conducteur. Cet axe de passage 32 entraîne en rotation un premier doigt de passage pour les rapports de marche avant. Le premier doigt de passage peut coulisser verticalement suivant les mouvements de sélection du levier de changement de vitesses, pour être mis successivement à la hauteur de trois plaques d'entraînement superposées pour les différents axes de fourchettes, appelés noix de fourchettes. Chaque noix de fourchette comporte une rainure recevant ce doigt, ces différentes rainures étant alignées au point mort. Les noix de fourchette entraînent respectivement, une première fourchette 36 pour le premier et le second rapport, une deuxième fourchette 38 pour le troisième et le quatrième rapport, et une troisième fourchette 40 pour le cinquième et le sixième rapport. La commande interne 31 comporte de plus un deuxième doigt de passage 42 lié à l'axe de passage 32, qui vient en position de sélection de la marche arrière, à la hauteur d'une noix de fourchette entraînant la fourchette de ce rapport 42. Lors d'un mouvement de passage de la marche arrière, un basculeur 44 pivote et vient engager de manière ajustée une fente tangentielle de ce basculeur, autour d'une patte 46 liée à la noix de fourchette du premier et du deuxième rapport. De cette manière, le basculeur 44 empêche un mouvement axial de la fourchette 36, et donc un cheminement du manchon commandé, en évitant un début de synchronisation d'un rapport de marche avant. La figure 3 présente une noix de fourchette 50, fixée par un rivet à une fourchette 52 coulissante sur un axe de fourchette 54, pour le passage du premier et du second rapport. Cette noix de fourchette 50 forme une plaque comportant une rainure 56 recevant le premier doigt de passage. Une pièce rapportée 58 sensiblement plane et comportant un bossage 60, est fixée sur la noix de fourchette 50 par deux rivets 62 permettant de la positionner. Le bossage 60 forme un creux se trouvant sur le côté de la rainure 56 servant d'appui pour l'engagement du premier rapport, ce creux étant axialement décalé vers l'extérieur par rapport à ce côté. Avantageusement, la pièce rapportée 58 est réalisée en tôle découpée et emboutie, ce qui constitue un procédé économique. La figure 4 présente l'axe de passage 32 en position de sélection de la marche arrière, le deuxième doigt de passage de ce rapport étant engagé dans la noix de fourchette de marche arrière. Le premier doigt de passage 70 pour les rapports de marche avant se trouve alors latéralement en dehors des fentes des noix de fourchette des rapports de marche avant, et légèrement à côté de la dernière noix 50 qui est celle du premier et deuxième rapport. Ce premier doigt de passage 70 est dans ce cas en face du creux du bossage 60 lié à cette dernière noix 50. Lors de l'engagement de la marche arrière avec le deuxième doigt de passage, le premier doigt de passage 70 se déplace aussi. II trouve après une certaine course le bossage 60, et le déplace en entraînant par la fourchette 52 le manchon qui lui est lié, pour réaliser un début d'engagement du premier rapport. Par ce début d'engagement, on compense des déplacements non souhaités de la fourchette 52, et permis par les jeux de fabrication. Ces déplacements dus suivant les couples moteur transmis, à une poussée axiale sur le manchon 24 venant de la denture du pignon baladeur 20, et aux flexions des différents composants, entraînant un déplacement du manchon dans le sens de passage du deuxième rapport. Le décalage axial vers l'extérieur du creux du bossage 60, par rapport au côté de la rainure 56 de la noix de fourchette 50, permet d'obtenir seulement un petit mouvement de la fourchette 52 qui est fonction des déplacements non souhaités, pour sensiblement les compenser. De cette manière on garde un manchon 10 qui reste proche de la position de point mort, sans risque de frottement d'un dispositif de synchronisation, et donc sans usure. En variante, le bossage 60 pourrait être directement réalisé sur la noix de fourchette 50, sans utiliser de pièce rapporté 58. Toutefois, la pièce rapportée 58 a pour avantage de peu modifier la noix de fourchette 50, ce qui peut faciliter une évolution de la fabrication pour une série de boîtes de vitesses existante. On réalise ainsi de manière simple et efficace, avec une modification d'un seul composant, un dispositif qui permet de protéger les synchroniseurs de la boîte de vitesses. L'invention ne se limite pas à une boîte de vitesses à six rapports, celle-ci pourrait à titre d'exemple en comporter cinq. REVENDICATIONS 1 ù Dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, comportant un premier doigt de passage (70) pour les rapports de marche avant, se déplaçant latéralement dans des rainures de noix d'entraînement de fourchettes des rapports de marche avant, pour sélectionner une fourchette et la faire coulisser axialement, et un deuxième doigt de passage d'un rapport de marche arrière, qui après sélection de ce rapport déplace axialement un pignon baladeur (20) pour l'engager sur deux autres pignons menant (22) et mené (24), ce pignon mené étant lié à un manchon de passage (10) du premier et deuxième rapport de marche avant, caractérisé en ce que la noix de fourchette (50) du premier et deuxième rapport de marche avant comporte un bossage latéralement décalé (60), et en ce que lors du passage de la marche arrière, le premier doigt de passage (70) prend appui sur ce bossage pour légèrement déplacer axialement le manchon de passage (10). 2 ù Dispositif de commande interne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier doigt de passage (70) prend appui sur ce bossage pour légèrement déplacer axialement le manchon de passage (10), dans le sens de l'engagement du premier rapport de marche avant. 3 ù Dispositif de commande interne suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bossage (60) est directement réalisé sur la noix de fourchette (50) du premier et deuxième rapport. 4 ù Dispositif de commande interne suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bossage (60) est réalisé sur une pièce indépendante (58), qui est rapportée sur la noix de fourchette (50). 5 ù Dispositif de commande interne suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce rapportée (58) est réalisée en tôle emboutie et découpée. 6 ù Dispositif de commande interne suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la pièce rapportée (58) est fixée à la noix de fourchette (50), par deux rivets (62).