Brevet FR3027993A1 — publié le 20160506

DISPOSITIF DE CONTRÔLE DES CHANGEMENTS DE RAPPORT D'UNE BOÎTE DE VITESSES INDUITS PAR UN LEVIER DE VITESSE, À COMPENSATION D'EFFORT L'invention concerne les dispositifs destinés à contrôler les changements de rapport d'une boîte de vitesses manuelle, induits par un levier de vitesse. Dans certains domaines techniques, comme par exemple dans celui la des véhicules, éventuellement automobiles, les changements de rapport de la boîte de vitesses manuelle sont contrôlés par un dispositif de contrôle qui est couplé à un levier de vitesse (actionné par le conducteur). Plus précisément, ce type de dispositif de contrôle comprend généralement une pièce de couplage, une pièce de renvoi, une 15 pièce de support et des premier et second moyens de commande. La pièce de couplage est couplée à un axe de commande de la boîte de vitesses et définit une masse d'inertie destinée à l'agrément du conducteur lors des changements de rapport. La pièce de support est munie d'un axe sur lequel est montée à rotation une pièce de renvoi qui est propre à translater 20 sensiblement verticalement la pièce de couplage. Le premier moyen de commande est propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type pour sélectionner un rapport. Le second moyen de commande est propre à entraîner en rotation la pièce de couplage lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un 25 second type pour induire effectivement le changement (ou passage) de rapport. En raison du couplage de la masse d'inertie à l'axe de commande de la boîte de vitesses, l'effort que le conducteur doit exercer sur le levier de vitesse pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation 30 de l'axe de commande vers le haut est plus important que celui qu'il doit exercer pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande vers le bas. Cette dissymétrie d'effort s'avère relativement perturbante pour le conducteur du fait qu'il n'en connaît pas, a priori, la raison. Afin de réduire cette dissymétrie, il est possible de réaliser une compensation du poids de la masse d'inertie à l'intérieur de la boîte de vitesses. Mais cette réduction induit des contraintes techniques qui limitent son effet ou la rendent impossible à mettre en oeuvre dans des boîtes de vitesses très encombrées et/ou exiguës. L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation, notamment dans le domaine des véhicules. Elle propose donc, notamment, un dispositif destiné à contrôler les changements de rapport d'une boîte de vitesses manuelle résultant d'une action sur un levier de vitesse, et comprenant : - une pièce de couplage propre à être couplée à un axe de commande de la boîte de vitesses et définissant une masse d'inertie, - une pièce de support munie d'un axe de support sur lequel est montée à rotation une pièce de renvoi propre à translater la pièce de couplage suivant une direction sensiblement verticale, et - un premier moyen de commande, propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend également des moyens de compensation qui sont agencés pour aider la pièce de renvoi à translater la pièce de couplage vers le haut par rapport à la direction verticale afin que l'effort à fournir au levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type soit sensiblement constant quel que soit le sens de translation de la pièce de couplage lors d'un changement de rapport. Grâce à l'invention, l'aide permet de réduire virtuellement le poids de la masse d'inertie, et donc l'effort que le conducteur doit exercer sur le levier de vitesse pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande vers le haut devient sensiblement égal à celui qu'il doit exercer pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande vers le bas. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de compensation peuvent être des moyens de rappel couplés à la pièce de renvoi ; > les moyens de rappel peuvent être agencés sous la forme d'un ressort enroulé autour de l'axe de support et comprenant une première extrémité solidarisée fixement à la pièce de support et une seconde extrémité solidarisée fixement à la pièce de renvoi ; > en variante les moyens de rappel peuvent être agencés sous la forme d'une lame flexible montée sous contrainte pour favoriser spontanément 1 o une rotation dans un sens de la pièce de renvoi ; - son premier moyen de commande peut comprendre une gaine solidarisée fixement à la pièce de support, et un câble monté en translation dans cette gaine et comprenant une extrémité solidarisée à la pièce de renvoi ; il peut comprendre un second moyen de commande propre à entraîner en 15 rotation la pièce de couplage lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un second type ; > le second moyen de commande peut comprendre une gaine solidarisée fixement à la pièce de support et un câble monté en translation dans cette gaine et comprenant une extrémité solidarisée à la pièce de 20 couplage. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une boîte de vitesses manuelle comportant un axe de commande propre à changer des rapports et actionnable par un levier de vitesse, et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant et 25 couplant le levier de vitesse à l'axe de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé (obtenu en CAO/DAO, d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et les niveaux de gris), sur lequel l'unique figure illustre schématiquement, dans 30 une vue en perspective, un exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle selon l'invention avant qu'il ne soit couplé à un levier de vitesse et à une boîte de vitesses. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle D destiné à contrôler les changements de rapport d'une boîte de vitesses manuelle, induits par un levier de vitesse. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la boîte de vitesses est destinée à équiper un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout système comprenant une boîte de vitesses manuelle, et notamment les véhicules terrestres, les véhicules maritimes (ou fluviaux), les aéronefs, et les installations (éventuellement de type industriel). On a schématiquement représenté sur l'unique figure un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif de contrôle D selon l'invention. Comme illustré un dispositif de contrôle D, selon l'invention, comprend au moins une pièce de couplage PC, une pièce de support PS, une pièce de renvoi PR, un premier moyen de commande MC1, et des moyens de compensation MCP, ainsi qu'un éventuel second moyen de commande MC2. La pièce de couplage PC est propre à être couplée à un axe de commande AC de la boîte de vitesses et définit une masse d'inertie MI. Cet axe de commande AC (très partiellement représenté) est chargé de provoquer effectivement chaque changement de rapport au sein de la boîte de vitesses lorsqu'il est translaté suivant une direction sensiblement verticale, vers le haut ou vers le bas (double flèche F3 - pendant une phase de sélection de rapport), et entraîné en rotation autour de son axe de rotation AR (double flèche F5 - pendant une phase de passage de rapport). Comme illustré, la pièce de couplage PC peut comprendre une partie centrale solidarisée fixement à l'axe de commande AC, une première partie latérale solidarisée fixement à la partie centrale et comprenant la masse d'inertie MI qui est destinée à l'agrément du conducteur lors des changements de rapport et une seconde partie latérale solidarisée fixement à la partie centrale, à l'opposé de la première partie latérale, et à laquelle est solidarisée une (première) extrémité E2 du second moyen de commande MC2. La pièce de renvoi PR est propre à translater sensiblement suivant la direction verticale (suivant la double flèche F3) la pièce de couplage PC pendant chaque phase de sélection de rapport. A cet effet, elle comprend une partie arrière, qui est solidarisée en rotation à la pièce de couplage PC, et une partie avant à laquelle est solidarisée une (première) extrémité El du premier moyen de commande MC1. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, cette pièce de renvoi PR peut présenter une forme générale en L. La pièce de support PS est munie d'un axe de support AS sur lequel est montée à rotation la pièce de renvoi PR. Cette pièce de support PS est destinée à être solidarisée fixement (ici) dans le véhicule au voisinage immédiat de sa boîte de vitesse, voire sur cette dernière. On comprendra que grâce à ce montage en rotation sur l'axe de support AS, lorsque la partie avant de la pièce de support PS est entraînée en rotation cela induit un entraînement en rotation de la partie arrière associée et donc une translation sensiblement suivant la direction verticale (vers le haut ou vers le bas) de la pièce de couplage PC. Le premier moyen de commande MC1 est propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi PR lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type lors d'une phase de sélection de rapport. Il agit donc comme une interface de commande entre le levier de vitesse et la pièce de renvoi PR. Pour ce faire, il comprend la première extrémité El (solidarisée à la partie avant de la pièce de renvoi PR), et une seconde extrémité (non illustrée) solidarisée fixement à un élément du levier de vitesse. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, le premier moyen de commande MC1 peut comprendre une gaine G1 solidarisée fixement à la pièce de support PS, et un câble Cl monté en translation dans la gaine G1 et comprenant la première extrémité El solidarisée à la pièce de renvoi PR et la seconde extrémité solidarisée au levier de vitesse. On notera que dans l'exemple illustré la gaine G1 est rendue immobile par rapport à la pièce de support PS du fait de son immobilisation fixe par une pièce de fixation (ou d'arrêt) PF qui est elle-même solidarisée fixement à la pièce de support PS. On comprendra que lorsque le câble Cl est tiré ou poussé (suivant la double flèche F1) par le levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type, cela induit un entraînement en rotation de la partie arrière dans le sens antihoraire ou horaire (double flèche F2) et donc une translation vers le bas ou vers le haut (double flèche F3) de la pièce de couplage PC et de l'axe de commande AC. L'éventuel second moyen de commande MC2 est agencé de manière à entraîner en rotation la pièce de couplage PC lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un second type lors d'une phase de passage de rapport. Il agit donc comme une interface de commande entre le levier de 1 o vitesse et la pièce de couplage PC. Pour ce faire, il comprend la première extrémité E2 (solidarisée à la seconde partie latérale de la pièce de couplage PC), et une seconde extrémité (non illustrée) solidarisée fixement à un élément du levier de vitesse. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, 15 l'éventuel second moyen de commande MC2 peut comprendre une gaine G2 solidarisée fixement à la pièce de support PS et un câble C2 monté en translation dans la gaine G2 et comprenant la première extrémité E2 solidarisée à la pièce de couplage PC et la seconde extrémité solidarisée au levier de vitesse. 20 On notera que dans l'exemple illustré la gaine G2 est rendue immobile par rapport à la pièce de support PS du fait de son immobilisation fixe par la pièce de fixation (ou d'arrêt) PF. On comprendra que lorsque le câble C2 est tiré ou poussé (suivant la double flèche F4) par le levier de vitesse lors d'un actionnement du second 25 type, cela induit un entraînement en rotation de la seconde partie latérale de la pièce de couplage PC dans le sens horaire ou antihoraire (double flèche F5) et donc une rotation de l'axe de commande AC dans le sens horaire ou antihoraire. Les moyens de compensation MCP sont agencés pour aider la pièce 30 de renvoi PR à translater la pièce de couplage PC vers le haut par rapport à la direction verticale de sorte que l'effort à fournir au levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type soit sensiblement constant quel que soit le sens de translation de la pièce de couplage PC lors d'un changement de rapport. En aidant la pièce de renvoi PR à translater la pièce de couplage PC vers le haut par rapport à la direction verticale, on réduit en quelque sorte le poids de la masse d'inertie MI, et donc l'effort que le conducteur doit exercer sur le levier de vitesse pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande AC vers le haut devient sensiblement égal à celui qu'il doit exercer pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande AC vers le bas. On supprime ainsi quasi totalement la dissymétrie d'effort à exercer lors des différents changements de rapport, ce qui permet de ne pas perturber le conducteur. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, les moyens de compensation (d'effort) MCP peuvent être des moyens de rappel couplés à la pièce de renvoi PR. Dans ce cas, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, les moyens de rappel MCP peuvent être agencés sous la forme d'un ressort qui est enroulé autour de l'axe de support AS et qui comprend une première extrémité solidarisée fixement à la pièce de support PS et une seconde extrémité ER solidarisée fixement, sous une contrainte de rappel élastique, à la pièce de renvoi PR. Dans une variante de réalisation les moyens de rappel MCP pourraient être agencés sous la forme d'une lame flexible montée sous contrainte de manière à spontanément favoriser la rotation, ici dans le sens horaire, de la pièce de renvoi PR, pour aider la translation vers le haut de la pièce de couplage PC. On notera que les moyens de rappel MCP aident la translation vers le haut de la pièce de couplage PC, alors qu'ils « s'opposent » partiellement à la translation vers le bas de cette même pièce de couplage PC, ce qui contribue encore plus à rendre l'effort à exercer sensiblement constant lors de chaque changement de rapport. REVENDICATIONS1. Dispositif (D) de contrôle d'un changement de rapport d'une boîte de vitesses résultant d'une action sur un levier de vitesse, ledit dispositif (D) comprenant une pièce de couplage (PC), propre à être couplée à un axe de commande (AC) de ladite boîte de vitesses et définissant une masse d'inertie (Ml), une pièce de support (PS), munie d'un axe de support (AS) sur lequel est montée à rotation une pièce de renvoi (PR) propre à translater suivant une direction sensiblement verticale ladite pièce de couplage (PC), un premier moyen de commande (MC1), propre à entraîner en rotation ladite pièce de renvoi (PR) lorsque ledit levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de compensation (MCP) agencés pour aider ladite pièce de renvoi (PR) à translater ladite pièce de couplage (PC) vers le haut par rapport à ladite direction verticale de sorte que l'effort à fournir audit levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type soit sensiblement constant quel que soit le sens de translation de ladite pièce de couplage (PC) lors d'un changement de rapport. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits 20 moyens de compensation (MCP) sont des moyens de rappel couplés à ladite pièce de renvoi (PR). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel (MCP) sont agencés sous la forme d'un ressort enroulé autour dudit axe de support (AS) et comprenant une première extrémité 25 solidarisée fixement à ladite pièce de support (PS) et une seconde extrémité solidarisée fixement à ladite pièce de renvoi (PR). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel (MCP) sont agencés sous la forme d'une lame flexible montée sous contrainte pour favoriser spontanément une rotation dans un 30 sens de ladite pièce de renvoi (PR). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit premier moyen de commande (MC1) comprend une gaine (G1) solidarisée fixement à ladite pièce de support (PS), et un câble (Cl) monté entranslation dans ladite gaine (G1) et comprenant une extrémité (El) ) solidarisée à ladite pièce de renvoi (PR). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un second moyen de commande (MC2) propre à entraîner en rotation ladite pièce de couplage (PC) lorsque ledit levier de vitesse subit un actionnement d'un second type. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit second moyen de commande (MC2) comprend une gaine (G2) solidarisée fixement à ladite pièce de support (PS) et un câble (C2) monté en translation 1 o dans ladite gaine (G2) et comprenant une extrémité (E2) solidarisée à ladite pièce de couplage (PC). 8. Véhicule comprenant une boîte de vitesses comportant un axe de commande (AC) propre à changer des rapports et actionnable par un levier de vitesse, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de contrôle 15 (D) selon l'une des revendications précédentes, couplant ledit levier de vitesse audit axe de commande (AC). 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.