Brevet FR3026809A1 — publié le 20160408

DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES La présente invention se rapporte à la commande interne des boîtes de vitesses mécaniques à arbres parallèles. Plus précisément, elle concerne un dispositif de commande interne de boîte de vitesses mécanique à arbres parallèles, comportant un axe de commande déplacé en rotation pour sélectionner une ligne de vitesses en plaçant dans un crabot de commande d'un axe de fourchette, un doigt de commande déplacé en translation pour engager une vitesse sur la ligne sélectionnée, des moyens d'interdiction du passage des vitesses non sélectionnées, et un moyen de rappel élastique de l'axe de commande sur une position stable de référence. Dans la plupart des boîtes de vitesses à arbres parallèles connues, un axe de fourchette est actionné par un axe de commande interne, pour engager un rapport sur une ligne de vitesses sélectionnée. Dans certaines applications, l'axe de commande se déplace en translation pour sélectionner une ligne de vitesses, et en rotation pour engager une vitesse sur la ligne sélectionnée. A l'inverse, la sélection peut s'effectuer par un mouvement de translation d'un axe de commande, et le passage par un mouvement de rotation. Les systèmes de rappel en position de point-mort sont différents, selon le fonctionnement de l'axe de commande. Dans le cas d'une boîte mécanique à commande manuelle (BVM), la sélection en rotation, peut se faire par l'intermédiaire d'un levier actionné par un câble ou par une biellette. Dans certaines boîtes de vitesses robotisées (BVR), illustrées notamment par la publication FR 2 991 020, cette rotation est obtenue à l'aide d'un moteur électrique et de pignons réducteurs, agissant sur un levier de l'axe de sélection. Grâce à sa grande précision, cette commande, est adaptée aux boîtes de vitesses avec plus de - 2 - deux lignes de sélection, notamment dans les boîtes robotisées à six rapports de marche avant. Lorsque le nombre de vitesses de la boîte est moindre, le nombre de positions en sélection l'est également. Si la boîte dispose au plus de quatre rapports de marche avant, seules deux lignes de sélection sont nécessaires. Une commande en sélection par moteur électrique et système de réduction, offre une prestation de haut niveau, mais inadaptée à la boîte, compte-tenu de son encombrement et de sa complexité. La présente invention vise à effectuer un mouvement de sélection en rotation suffisamment précis pour assurer la commande en sélection de deux lignes de vitesses, tout en étant particulièrement simple et robuste. Dans ce but, elle propose que le déplacement de l'axe de commande à l'écart de sa position de référence, soit assuré par un actionneur exerçant une poussée sur un bras de levier solidaire de l'axe de commande. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, 20 le bras de levier peut être fixé sur l'axe de commande. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le bras de levier peut être intégré à l'axe de commande. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de deux modes de 25 réalisation non limitatifs de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue latérale du dispositif, - la figure 2 illustre le premier mode, et - la figure 3 illustre le deuxième mode. 30 Sur les figures, on voit un dispositif de commande interne 1 de boîte de vitesses mécanique actionnant deux fourchettes de passage 6a fixées sur des axes de fourchettes 6b. Le dispositif comprend un axe de commande interne 3 déplacé en rotation pour sélectionner une ligne 35 de vitesses en plaçant un doigt de commande 5 dans un crabot de commande 8a (sur un basculeur 8, dans l'exemple illustré par les figures), d'un axe de fourchette 6b. Le doigt de commande 5 tourne avec l'axe 3, et est déplacé en - 3 - translation, par des moyens d'actionnement non représentés, pour engager une vitesse sur la ligne sélectionnée. Le dispositif comporte également des moyens d'interdiction 4 du passage des vitesses non sélectionnées. Dans les deux modes de réalisation non limitatifs décrits ci-dessous, les moyens d'interdiction 4 sont constitués par une clef d'inter-verrouillage apte à limiter la rotation de l'axe 3 et du doigt 5, et à immobiliser l'axe de fourchette 6b non sélectionné. Le doigt de commande 5 porte une rampe de lecture 5a du contacteur de marche arrière qui tourne en même temps que la clé d'inter-verrouillage 4, et se déplace avec lui. Le dispositif comporte aussi un moyen de rappel élastique, constitué par le ressort 7 de l'axe de commande, sur une position stable de référence. Selon la position angulaire de l'axe 3, le doigt 5 peut être positionné dans le crabot 8a du basculeur 8 représenté, ou dans un deuxième crabot qui n'est pas visible sur les dessins. Le bras de levier la solidaire de l'axe 3 et la clé d'inter-verrouillage 4, ont un mouvement de rotation, mais sont immobilisés en translation. La clé d'inter-verrouillage 4 limite la rotation de l'axe 3 et du doigt 5, et bloque en position l'axe de fourchette 6b non sélectionné par le doigt 5 : elle porte à cet effet un plot d'interdiction 4a, qui s'engage dans le crabot de commande 8a de la ligne de vitesses non sélectionnée. Le déplacement de l'axe de commande 3 à l'écart d'une position de référence est assuré par un actionneur 2 exerçant une poussée sur le bras de levier la. Cet actionneur peut être un électro-aimant 2, ou tout autre type d'actionneur offrant la précision de commande et la robustesse souhaitée, pour la sélection des lignes de vitesses. L'axe motorisé 2a visible sur les dessins, est la tige de poussée de l'électro-aimant 2. Il agit sur le bras de levier la, solidaire de l'axe de commande interne 3, en se déplaçant linéairement pour exercer sa poussée sur celui-ci. Le ressort 7 complète le dispositif pour assurer mécaniquement le retour de l'axe de commande 3 dans sa - 4 - position stable de référence lorsque l'actionneur n'est plus activé, et que la tige 2a se rétracte. Ce dispositif, présente deux positions de sélection, dont une position de retour stable sur une des lignes de sélection, lorsque l'actionneur est au repos. Dans chaque position, le doigt 5 est prêt à se déplacer en translation sur l'axe de commande 3 pour engager une vitesse par l'intermédiaire du crabot de l'axede fourchette 6b sélectionné Le fonctionnement du dispositif est le suivant. L'activation de l'électro-aimant 2, déclenche une translation de son axe 2a sur quelques millimètres, qui est transformée en un mouvement rotation de l'axe 3 et de la clé 4 par le levier la. L'angle de rotation de l'axe de commande 3 est directement lié à la course de l'axe motorisé 2a de l'actionneur 2, et fonction du bras de levier la. Le doigt de commande 5 est entrainé en rotation par la clef 4, de sa première position vers sa deuxième position de sélection. Le ressort 7 assure le retour sur la première position, ou position stable de référence, lorsque l'actionneur n'est plus sollicité. L'utilisation d'un électro-aimant, couplé avec un ressort répond parfaitement à la fonction de sélection des lignes de vitesses dans le cas d'une boîte de vitesses robotisée à deux lignes de sélection, en évitant l'intégration dans la boîte, d'un moteur électrique et de son réducteur. Le dispositif décrit sur les figures, dispose de deux positions de sélection, dont une position atteinte lorsque l'actionneur est sollicité, et une deuxième position stable de retour mécanique à l'aide du ressort 7 sur une ligne de référence, retrouvée à l'aide du ressort lorsque l'actionneur 2 est au repos. Il présente deux modes de réalisation, préférés, mais non limitatifs, qui sont illustrés respectivement par les figures 2 et 3. Conformément à la figure 2, l'axe 2a de l'électro-aimant peut agir sur un bras de levier la fixé sur l'axe de commande 3, qui permet la transformation du mouvement de translation de l'axe 2a en mouvement de rotation de l'axe 3 - 5 - et de la clef d'inter-verrouillage 4, pour sélectionner un axe de fourchette 6b, par son crabot. Conformément à la figure 3, le bras de levier la peut être intégré à la clef d'inter-verrouillage 4. Ce mode de réalisation permet de répondre à des contraintes d'architecture de positionnement de l'électro-aimant. Le fonctionnement est le même. Dans les deux cas, l'engagement du rapport se fait par la translation du doigt de commande 5, par un système d'actionnement non représenté. En conclusion, le dispositif proposé permet de commander la sélection des lignes de vitesses avec la précision et la robustesse nécessaires, sur une boîte de vitesses robotisée avec un nombre de lignes de sélection réduit. Toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, l'application de ce dispositif est possible sur des architectures plus complexes, avec un nombre de lignes de sélection supérieur à deux, dans les limites de capacité et précision autorisées par le type d'actionneur, notamment les électro-aimants ou les autres d'actionneurs linéaires disponibles. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande interne de boîte de vitesses mécanique à arbres parallèles comportant un axe de commande (3) déplacé en rotation pour sélectionner une ligne de vitesses en plaçant dans un crabot de commande (8a) d'un axe de fourchette (6b) un doigt de commande (5) déplacé en translation pour engager une vitesse sur la ligne sélectionnée, des moyens d'interdiction (4) du passage des vitesses non sélectionnées, et un moyen de rappel élastique (7) de l'axe de commande sur une position stable de référence, caractérisé en ce que le déplacement de l'axe de commande (3) à l'écart de sa position de référence est assuré par un actionneur (2) exerçant une poussée sur un bras de levier (1a) solidaire de l'axe de commande. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de levier (1a) est fixé sur l'axe de commande (3). 3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de levier (1a) est intégré à l'axe de commande (3). 4. Dispositif de commande selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens d'interdiction (4) sont constitués par une clef d'inter-verrouillage apte à limiter la rotation de l'axe (3) et du doigt (5) et à immobiliser les axes de fourchettes (6b) non sélectionnés. 5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bras de levier (1a) et la clé 30 d'inter-verrouillage (4) ont un mouvement de rotation, mais sont immobilisés en translation. 6. Dispositif de commande selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le la clé d'inter-verrouillage (4) porte un porte un plot d'interdiction (4a) engagé dans 35 les crabots de commande (8a) des lignes non sélectionnées. 7. Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le doigt de commande (5) porte une rampe de lecture (5a) du contacteur de marche arrière qui- 7 - tourne en même temps que la clé d'inter-verrouillage (4), et se déplace avec le doigt (5). 8. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur présente un axe motorisé (2a) se déplaçant linéairement pour exercer sa poussée sur le bras de levier (1a). 9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'angle de rotation de l'axe de commande (3) est directement lié à la course de l'axe motorisé (2a) de l'actionneur (2), et fonction du bras de levier (1a). 10. Dispositif de commande selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'axe motorisé (2a) est la tige de poussée d'un électro-aimant (2). 11. Dispositif de commande interne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente deux positions de sélection, dont une position atteinte lorsque l'actionneur est sollicité, et une deuxième position stable de retour mécanique à l'aide du ressort (7) sur une ligne de référence, retrouvée à l'aide du ressort lorsque l'actionneur (2) est au repos.