Brevet FR3001020A1 — publié le 20140718

SYSTEME D'ENTRAÎNEMENT D'UNE MASSE INERTIELLE COUPLEE A UN LEVIER DE VITESSES D'UNE BOÎTE DE VITESSES MANUELLE. [0001] L'invention concerne le domaine des commandes internes des boîtes de vitesses manuelles des véhicules, en particulier des véhicules automobiles. Elle porte, plus particulièrement, sur un système d'entraînement d'une masse inertielle couplée à un levier de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle d'un véhicule. Elle porte également sur une boîte de vitesses manuelle équipée d'un tel système d'entraînement. Elle porte enfin sur un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte une telle boîte de vitesses manuelle. [0002] Le rôle de la masse inertielle est d'augmenter l'inertie de la commande de passage de vitesses, de façon à adoucir l'effet de passage des vitesses au niveau du levier de vitesses et, par conséquent, d'améliorer le confort de passage de vitesses pour le conducteur du véhicule. [0003] Des systèmes permettant d'améliorer l'ergonomie de passage de vitesses sont déjà connus de l'art antérieur. Ainsi, à titre d'exemple, le document FR 2 912 199 décrit un dispositif d'accompagnement de passage de vitesses dans une boîte de vitesses mécanique d'un véhicule, lequel dispositif comprend un ensemble indépendant rapporté et disposé entre une commande de vitesses et la commande interne de la boîte de vitesses. Cet ensemble comprend un bras de levier accouplé à la commande de vitesses et entraînant à grande vitesse une masse d'inertie logée dans un carter présentant des agencements de fixation avec la commande interne de la boîte de vitesses. Le bras de levier présente un secteur cranté, qui coopère en position d'engrènement, avec un pignon solidaire d'un axe d'entraînement en rotation à grande vitesse de la masse d'inertie. Le pignon et le secteur cranté sont agencés pour créer un rapport de démultiplication variable apte à générer une force d'inertie variable en fonction de la course du levier pour permettre, d'une manière concomitante, d'avoir une inertie faible pour l'entraînement de la masse en début de la course de passage de vitesses, une inertie importante au moment du passage de la vitesses et une inertie faible correspondant à l'arrêt de la masse en fin de course. [0004] Le but de la présente invention est de fournir un nouveau système d'entraînement d'une masse inertielle couplée à un levier de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule, qui permette, d'une part, d'optimiser les efforts engagés pour entraîner la masse inertielle rotative, et d'autre part, d'optimiser les efforts restitués par la masse inertielle. [0005] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif, qui soit de conception et de fabrication simples, qui soit robuste, fiable et économique. [0006] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un système d'entraînement en rotation d'une masse inertielle couplée à un levier de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle d'un véhicule, qui comprend un pignon fixé sur la masse inertielle rotative, une tige de commande entraînée par le levier de passage de vitesses comportant une crémaillère apte à entraîner le pignon, et une roue de guidage qui s'appuie sur une piste de guidage réalisée sur la tige de commande pour maintenir la crémaillère contre le pignon pendant le déplacement de la tige de commande. Dans ce système d'entraînement, nouveau, la piste de guidage de la roue de guidage présente un profil d'appui évolutif entre deux positions limites du déplacement en translation de la tige de commande par rapport à la roue de guidage. De plus, le pignon fixé sur la masse inertielle présente une denture additionnelle, solidaire du pignon, qui engrène avec la crémaillère et qui est excentrée par rapport au centre de rotation dudit pignon pour compenser l'épaisseur variable de la tige de commande au niveau de la piste de guidage. De cette manière, on optimise les efforts engagés pour entraîner la masse inertielle et on optimise aussi les efforts restitués par cette dernière. [0007] Selon un exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, le profil d'appui évolutif de la piste de guidage est un profil au moins partiellement curviligne et symétrique par rapport au point milieu de la longueur de la piste de guidage entre les deux positions limites du déplacement en translation de la tige de commande par rapport à la roue de guidage. [0008] A titre d'exemple, chaque demi profil présente une forme sensiblement rectiligne en pente très faible vers le point milieu de la longueur de la piste de guidage et un profil curviligne voisin d'un profil circulaire ou elliptique dans la partie proche de la position limite. [0009] Selon la présente invention, la piste de guidage est située sur un bord longitudinal de la tige de commande tandis que la crémaillère est située sur le bord longitudinal opposé de la tige de commande, la piste de guidage et la crémaillère étant, ainsi, opposées l'une à l'autre dans la même partie longitudinale de la tige de commande. [0010] De façon préférentielle, le système d'entraînement selon l'invention est compris dans un carter disposé autour de la masse inertielle rotative, et la tige de commande s'étend à travers une lumière du bord périphérique dudit carter. [0011] De préférence, il est prévu un moyen d'étanchéité entre la crémaillère et le carter, notamment au niveau de la lumière de passage de la tige de commande dans le carter. [0012] Selon une application particulière de l'invention, le système d'entraînement est un système d'entraînement d'un levier de passage de vitesses d'un véhicule à boîte de vitesses manuelle. [0013] La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile à boîte de vitesses manuelle, qui comporte un système d'entraînement du levier de passage de vitesses conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0014] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0015] - la figure 1 est une vue externe, en perspective, d'un système d'entraînement selon l'invention pour entraîner une masse inertielle couplée à un levier de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle d'un véhicule, [0016] - la figure 2 est une vue, en perspective, du système de la figure 2, dans lequel le couvercle du carter de protection a été ôté, de façon à faire apparaître la masse inertielle 20 entraînée, [0017] - la figure 3 est une vue de dessus, en perspective, schématique, d'un exemple de réalisation du mécanisme du système d'entraînement de la masse inertielle selon l'invention, et [0018] - la figure 4 est une vue frontale, schématique, de la partie du système 25 d'entraînement de la figure 3, qui montre notamment, de manière plus détaillée, la crémaillère d'entraînement de la masse inertielle et la piste de guidage de la tige de commande dans laquelle est intégrée la crémaillère. [0019] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté un système d'entraînement selon l'invention comprenant un carter 1 destiné à être fixé sur la surface externe d'un 30 carter de boîte de vitesses (non représenté) d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'une patte de fixation 2. Le carter 1 est réalisé en deux parties, à savoir une partie principale, qui présente un rebord périphérique 1P, et une partie de couvercle 1C, qui est fixée sur la partie principale au moyen des attaches référencées collectivement 1F. [0020] Le levier de passage de vitesses est relié à une extrémité 11 d'une tige de commande, de référence générale 10, au moyen d'une liaison de type « liaison pivot ». [0021] Comme montré sur le dessin de la figure 2, le carter 1, de forme générale cylindrique, reçoit une masse inertielle référencée 3, cylindrique, apte à tourner à l'intérieur du carter 1 autour d'un axe de rotation désigné « A » confondu avec l'axe du cylindre formant la masse inertielle 3. La rotation de la masse inertielle 3 s'effectue sous la commande du levier de passage de vitesses par l'intermédiaire de la tige de commande 10. [0022] Le mécanisme du système d'entraînement de la masse inertielle 3 par cette tige de commande 10 est représenté sur le dessin de la figure 3. Un pignon 4 est solidaire en rotation de la masse inertielle 3, et l'ensemble formé par le pignon 4 et la masse inertielle 3 est fixé sur un arbre 6 qui traverse la masse inertielle 3 et qui relie le carter 1 au moyen d'une liaison pivot de façon à être mobile en rotation autour de l'axe « A ». Ainsi, le pignon 4 entraîne en rotation la masse inertielle 3 sous la commande du levier de passage de vitesses (non représenté) et de la tige de commande 10. [0023] La commande du levier de passage de vitesses est transmise à la masse inertielle 3 par l'intermédiaire d'une crémaillère 12, qui est liée par engrenage au pignon 4. Cette crémaillère est intégrée à la tige de commande 10 et est située sur l'extrémité de la tige 10 qui est opposée à l'extrémité 11 mentionnée précédemment de la tige de commande. [0024] Lorsque la masse inertielle 3 est en rotation, le levier de passage de vitesses est entraîné par le déplacement de la tige de commande 10 selon la direction longitudinale de cette dernière, ce qui a pour résultat d'adoucir l'effet du passage des vitesses au niveau du levier de passage de vitesses. [0025] Des moyens de guidage sont prévus pour guider les déplacements de la tige de commande 10. Ils sont constitués par une roue de guidage 5, qui s'appuie sur une piste de guidage 13 réalisée sur la tige 10 pour maintenir la crémaillère 12 contre le pignon 4 pendant lesdits déplacement de la tige de commande 10. La piste de guidage 13 est située sur un bord longitudinal 10S de la tige de commande 10 tandis que la crémaillère 12 est située sur le bord longitudinal 101 opposé de la tige 10, la piste de guidage 13 et la crémaillère 12 étant, ainsi, opposées l'une à l'autre dans la même partie longitudinale de la tige de commande 10. [0026] La roue de guidage 5 est mobile en rotation autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à l'axe de rotation « A » de la masse inertielle 3. En s'appuyant de façon constante contre la piste de guidage 13, la roue de guidage 5 maintient en permanence la crémaillère 12 en liaison par engrenage avec le pignon 4 au cours des déplacements de la tige de commande 10. [0027] La tige de commande 10 traverse une ouverture ou lumière 7 du carter 1, qui est située sur un bord de ce dernier. Un joint d'étanchéité (non représenté) est avantageusement placé autour de la tige de commande 10 au niveau de son passage dans la lumière 7 de façon à garantir l'étanchéité du carter 1 et protéger, de ce fait, la masse inertielle 3. [0028] Selon le principe de la présente invention, la piste de guidage 13, sur laquelle vient s'appuyer la roue de guidage 5, présente un profil d'appui évolutif entre deux positions limites du déplacement en translation de la tige de commande 10 par rapport à la roue de guidage 5. De plus, selon le principe de la présente invention également, le pignon 4, fixé sur la masse inertielle 3, présente une denture additionnelle 8, qui engrène avec la crémaillère 12 et qui est excentrée par rapport au centre de rotation « A » du pignon 4 de façon à compenser l'épaisseur variable de la tige de commande 10 au niveau de la piste de guidage 13 selon la direction longitudinale de celle-ci. [0029] On a représenté, sur le dessin de la figure 4, un exemple de profil de la piste de guidage 13, par conséquent de la surface d'appui de la roue de guidage 5 sur la tige de commande 10. A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, ce profil présente deux parties symétriques sensiblement en pente faible 13B et 13C dirigée vers le point milieu 13M de la longueur de la piste, et deux parties d'extrémités sensiblement en secteur d'ellipse 13A et 13D formant des butées ou positions limites du mouvement longitudinal de la tige de commande 10 par rapport à la roue de guidage 5. [0030] La denture excentrée 8 présente une excentration illustrée par la distance désignée « D ». Cette distance « D » vient compenser l'épaisseur variable de la tige de commande 10 au niveau de la piste de guidage 13. [0031] Parce qu'il offre une démultiplication évolutive d'entraînement de la masse inertielle rotative 3, le dispositif d'entraînement décrit ci-dessus permet d'optimiser les efforts engagés pour entraîner la masse inertielle rotative. Il permet d'optimiser aussi les efforts restitués par cette masse inertielle rotative 3.5 REVENDICATIONS: 1. Système d'entraînement en rotation d'une masse inertielle couplée à un levier de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle d'un véhicule, qui comprend un pignon (4) fixé sur la masse inertielle (3) rotative, une tige de commande (10) entraînée par le levier de passage de vitesses comportant une crémaillère (12) apte à entraîner le pignon (4), une roue de guidage (5) qui s'appuie sur une piste de guidage (13) réalisée sur la tige de commande (10) pour maintenir la crémaillère (12) contre le pignon (4) pendant le déplacement de la tige de commande (10), caractérisé en ce que, d'une part, ladite piste de guidage (13) de la roue de guidage (5) présente un profil d'appui évolutif entre deux positions limites du déplacement en translation de la tige de commande (10) par rapport à la roue de guidage (5) et en ce que, d'autre part, le pignon (4) fixé sur la masse inertielle (3) présente une denture additionnelle (8), solidaire du pignon (4), qui engrène avec la crémaillère (12) et qui est excentrée par rapport au centre de rotation (« A ») dudit pignon (4) pour compenser l'épaisseur variable de la tige de commande (10) au niveau de la piste de guidage (13), de telle sorte que sont optimisés les efforts engagés pour entraîner la masse inertielle (3) et les efforts restitués par cette dernière. 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil d'appui évolutif de la piste de guidage (13) est un profil curviligne et symétrique par rapport au point milieu (13M) de la longueur de la piste de guidage (13) entre les deux positions limites du déplacement en translation de la tige de commande (10) par rapport à la roue de guidage (5). 3. Système d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque demi profil présente une forme sensiblement rectiligne en pente très faible (13B ; 13C) vers le point milieu (13M) et un profil curviligne (13A ; 13D) voisin d'un profil circulaire ou elliptique dans la partie proche de la position limite. 4. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la piste de guidage (13) est située sur un bord longitudinal (10S) de la tige de commande (10) tandis que la crémaillère (12) est située sur le bord longitudinal opposé (101) de la tige de commande (10), la piste de guidage (13) et la crémaillère (12) étant, ainsi, opposées l'une à l'autre dans la même partie longitudinale de la tige de commande (10). 5. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est compris dans un carter (1) disposé autour de la masse inertielle (3) rotative, et en ce que la tige de commande (10) s'étend à travers une lumière (7) du bord périphérique (1 P) dudit carter (1). 6. Système d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen d'étanchéité entre la crémaillère (12) et le carter (1). 7. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est un système d'entraînement d'un levier de passage de vitesses d'un véhicule à boîte de vitesses manuelle. 8. Véhicule automobile, de type à boîte de vitesses manuelle, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'entraînement du levier de passage de vitesses conforme à la revendication précédente.