Brevet FR3044063A1 — publié le 20170526

"Agencement pour la commande interne de sélection d'une boîte de vitesses avec actionneur de sélection, et boîte de vitesses associée" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un agencement pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses mécanique. L'invention concerne plus particulièrement un agencement comportant un actionneur commandé qui peut appliquer un effort de commande pour provoquer la sélection d'au moins deux lignes de rapports. ETAT DE LA TECHNIQUE L'invention concerne un agencement du type de celui décrit et représenté dans la demande de brevet français No. 14 59546 du 6 octobre 2014. Dans ce type d'agencement ou de dispositif de commande, il est prévu un organe de commande de sélection qui est monté rotatif, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième position angulaire de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement. L'organe de commande, ou un composant lié à celui-ci, est monté coulissant axialement dans les deux sens, lorsque l'organe de commande occupe l'une ou l'autre des première ou deuxième positions angulaires de sélection pour, par exemple sous l'action d'un actionneur commandé, provoquer le passage de l'un ou l'autre des rapports associés à la ligne de sélection préalablement sélectionnée. 3044063 2 Il est aussi prévu un moyen de rappel élastique de l'organe de commande vers sa première position angulaire de sélection et un actionneur commandé qui peut appliquer un effort de commande à l'arbre de commande pour provoquer sa rotation 5 depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position, à l'encontre de l'effort de rappel exercé par le moyen de rappel élastique. Dans une telle conception, qui sera explicitée plus en détail par la suite, lorsque la deuxième ligne de sélection a été 10 sélectionnée par commande de l'actionneur, à l'encontre de l'effort élastique de rappel, et que l'effort appliqué par l'actionneur a été relâché, il existe des frottements entre des éléments liés à l'organe de commande et des organes fixes par rapport à celui-ci sous la charge appliquée par l'effort élastique de rappel - qui sont 15 susceptibles de provoquer des phénomènes de blocage axiaux, voire d'empêcher le retour vers la position neutre avec sélection à nouveau de la première ligne de rapports. L'invention a pour but de proposer un nouvel agencement permettant de maîtriser ces efforts de frottements par contacts 20 résiduels afin notamment de limiter les surfaces en contact pour réduire la traînée en coulissement axiale et les phénomènes de coincement ou de blocage. BREF RESUME DE L'INVENTION 25 Dans ce but, l'invention propose un agencement du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte : - un doigt fixe qui s'étend selon une direction radiale par rapport à l'axe de rotation et de coulissement de l'organe de 30 commande ; - une grille mobile, portée par l'organe de commande, dans laquelle est reçu le doigt fixe et qui comporte : 3044063 3 -- une rainure radiale dans laquelle le doigt fixe se déplace, angulairement dans les deux sens, lorsque l'organe de commande tourne entre les première et deuxième positions angulaires décalées angulairement ; et 5 -- au moins une rainure axiale qui est reliée à une extrémité de la rainure radiale et dans laquelle le doigt fixe se déplace, dans les deux sens, lorsque l'organe de commande est dans sa deuxième position angulaire et se déplace axialement, dans les deux sens ; et 10 - ladite une rainure axiale est délimitée par une face axiale contre laquelle le doigt fixe est en appui angulaire sous l'action du moyen de rappel élastique et en l'absence d'effort de commande appliqué par l'actionneur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : 15 - la grille mobile est une grille en "H" qui comporte une autre rainure axiale qui est reliée à une autre extrémité de la rainure radiale et dans laquelle le doigt fixe se déplace, dans les deux sens, lorsque l'organe de commande est dans sa première position angulaire et se déplace axialement, dans les deux sens ; 20 - un tronçon cylindrique d'extrémité libre du doigt fixe est reçu dans les rainures de la grille mobile, et la largeur de chaque rainure est sensiblement égale au diamètre dudit tronçon cylindrique d'extrémité libre ; - la zone de raccordement de la rainure radiale avec une 25 rainure axiale comporte des chanfreins de raccordement ; - l'organe de commande comporte un bloc qui s'étend radialement vers l'extérieur, et la grille mobile est formée dans la face circonférentielle périphérique du bloc ; - ce bloc est réalisé en une seule pièce par moulage avec 30 l'organe de commande. L'invention propose aussi une boîte de vitesses comportant un carter et un agencement selon l'invention, caractérisée en ce que le doigt fixe est lié au carter de la boîte de vitesses. 3044063 4 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui 5 va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un agencement de commande de sélection selon un exemple de l'état de la technique ; 10 - la figure 2 est une vue de l'agencement de la figure 1 selon un angle de vue ; - les figures 3A à 3C sont des vues de détail d'une partie de la figure 1 qui illustrent différentes positions angulaires et axiales des composants ; 15 - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 qui illustre un exemple de réalisation d'un agencement de commande de sélection selon l'invention ; - la figure 5 est une vue de détail à plus grande échelle de la grille de l'organe de commande de l'agencement représenté à 20 la figure 4 ; - la figure 6A est une vue en coupe, selon un plan vertical médian passant par la rainure radiale de la grille, dans la position représentée à la figure 4 ; - la figure 6B est une vue analogue à celle de la figure 6A 25 qui représente les mêmes composants dans l'autre position angulaire de sélection ; et - les figures 7A à 7F sont des schémas illustrant les différents déplacements du doigt fixe dans la grille mobile. 3044063 5 DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront 5 désignés par des mêmes références. Dans la suite de la description, on adoptera de manière non limitative et sans référence à la gravité terrestre, des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. On définit aussi un plan horizontal 10 qui s'étend longitudinalement et transversalement. A la figure 1, on a représenté un agencement interne de commande appartenant à une boîte de vitesses mécanique qui, de manière connue, comporte essentiellement un organe 10 de commande qui est monté mobile axialement dans les deux sens le 15 long d'un axe géométrique longitudinal A, et qui est aussi monté rotatif, ou pivotant, dans les deux sens autour de ce même axe A. La première position angulaire, dite première position de sélection, et illustrée notamment aux figures 1 et 2, est déterminée par une patte 14 d'orientation radiale appartenant à 20 l'organe de commande 10 qui coopère avec des éléments fixes de butée angulaire appartenant par exemple au carter de la boîte. L'organe de commande 10 est rappelé élastiquement vers sa première position par un moyen élastique de rappel 16 qui est ici réalisé sous la forme d'un ressort à fil dont la branche 18 est 25 entraînée par un doigt 20 de la patte 14 lorsque l'organe de commande 10 est entraîné en rotation dans le sens S indiqué aux figures 1 et 2. Pour son entraînement en rotation dans le sens S, à l'encontre de l'effort de rappel qui lui est appliqué par le ressort 30 16, l'organe de commande 10 comporte une patte radiale d'actionnement 22 qui comporte une plaque d'actionnement 24 qui s'étend dans un plan parallèle à l'axe A. 3044063 6 Pour agir sur la face 26, il est prévu un actionneur commandé 28 qui est par exemple un vérin électromagnétique à solénoïde dont la tige de sortie 30, ou tige d'actionnement, est montée coulissante selon un axe géométrique B qui est 5 globalement orthogonal au plan de la surface d'actionnement 26 et qui s'étend dans un plan radial orthogonal à l'axe A. Lorsque l'actionneur 28 est commandé et alimenté en courant, la tige d'actionnement 30 se déplace selon l'axe B pour pousser sur la plaque d'actionnement 24 et provoquer la rotation, 10 dans le sens S, de l'organe de commande vers sa deuxième position angulaire de sélection illustrée notamment à la figure 3A. Lorsque l'on interrompt la commande et l'alimentation de l'alimentation électrique de l'actionneur 28, la tige d'actionnement 30 n'exerce plus d'effort et l'organe de commande 10 est rappelé 15 élastiquement sous charge, par le ressort de rappel 16, vers sa première position angulaire. Pour permettre le passage de différents rapports, dans l'une ou l'autre des deux lignes de sélection préalablement sélectionnée, il est prévu deux bras radiaux de passage 32-1 et 20 32-2 qui tournent dans les deux sens et se déplacent axialement avec l'organe de commande 10. Dans la première position de sélection, c'est le premier bras radial de passage 32-1 qui est reçue dans un crabot 34-1 relié, de manière connue, à une première ligne de pignons de la 25 boîte de vitesses. Dans cette première position, le deuxième bras de passage 32-2 est dégagé hors d'un deuxième crabot associé 34-2 lui-même relié, de manière connue, à une deuxième ligne de pignons de la boîte. 30 Comme on peut le voir à la figure 3A lorsque, sous l'action de l'actionneur 28, l'organe de commande 10 a pivoté angulairement depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position angulaire de sélection, le premier bras 3044063 7 de passage 32-1 est dégagé circonférentiellement hors du premier crabot 34-1 tandis que, à son tour, le deuxième bras de passage 32-2 est engagé dans le deuxième crabot 34-2. Enfin, l'agencement comporte un composant appelé clef 5 d'inter-verrouillage qui est monté tournant avec l'organe de commande 10 et qui comporte deux blocs 36-1 et 36-2 de verrouillage dont chacun coopère alternativement avec son crabot 34-1, 34-2 associé pour le bloquer lorsque la ligne de sélection correspondante n'est pas sélectionnée. 10 En partant de la deuxième position angulaire de sélection illustrée à la figure 3A, il est possible (comme cela est représenté aux figures 3B et 3C) de déplacer axialement l'organe de commande 10 dans les deux sens de manière à provoquer des actions de passage ou engagement de rapports. 15 Dès qu'un engagement a été provoqué dans l'un ou l'autre sens axial, on peut relâcher l'effort de sélection appliqué par l'actionneur 28 sur l'organe 10. Il en résulte que le premier bras de passage 32-1 est alors en appui circonférentiel contre des portions de surface en vis-à- 20 vis 38-1 du premier crabot 34-1, et ceci sous charge du ressort de rappel 16. Les déplacements axiaux de l'organe de commande 10 sont ainsi freinés, voire bloqués, par ces efforts de frottement générés entre les surfaces en contact 38-1 du premier crabot 34-1 25 avec la portion en vis-à-vis de la face 33-1 du premier bras de passage 32-1. Comme cela est illustré à partir de la figure 4, afin de maîtriser et de réduire de manière importante les efforts axiaux de frottements résiduels qui viennent d'être explicités, 30 l'agencement selon l'invention comporte une grille mobile 40 et un doigt fixe 42 reçu dans la grille mobile 40. Dans l'exemple illustré sur les figures, le doigt 42 de contrôle des frottements s'étend radialement selon un axe C et il 3044063 8 est porté par un corps 44 qui est fixé dans un logement 46 d'une portion 48 du carter de la boîte de vitesses. Le doigt 42 est ainsi monté fixe par rapport à l'organe de commande mobile 10. 5 La grille de contrôle 40 est formée à l'extrémité radiale périphérique d'un bloc 50 qui est ici réalisé venue de matière par moulage avec l'organe de commande 10. La grille est formée débouchante dans la face d'extrémité radiale 52 du bloc 50 qui est une portion d'arc de surface 10 cylindrique centrée sur l'axe A. La grille mobile 40 présente ici une forme générale de "H" et elle comporte deux rainures axiales parallèles AL1 et AL2 dont chacune est ici reliée à l'autre sensiblement en son milieu, par une rainure radiale RL. 15 Chaque rainure axiale AL1, AL2 est délimitée circonférentiellement par deux faces longitudinales globalement parallèles 54-1, 56-1 et 54-2, 56-2 respectivement, tandis que la rainure radiale RL est délimitée par deux faces opposées 58. Les zones de raccordement entre les faces 54-1, 54-2 et 20 les faces 58 sont ici réalisées à la faveur de chanfreins 60-1 et 60-2. C'est le tronçon d'extrémité libre en forme de tige cylindrique d'axe C du doigt de contrôle 42 qui est reçu dans la grille 40 et qui est apte à s'y déplacer, avec un léger jeu, dans les 25 différentes lignes en fonction des déplacements relatifs de l'organe de commande 10 par rapport au carter fixe 48. Comme on peut le voir aux figures 7A à 7F, les possibilités de déplacement sont les suivantes. Lorsque la première ligne de rapport est sélectionnée, le 30 doigt 42 est situé dans la première rainure axiale AL1 en partant de la position neutre centrale illustrée à la figure 7A dans laquelle il est aussi en regard de la rainure radiale RL. 3044063 9 Comme cela est illustré aux figures 7B et 7C, le doigt 42 peut se déplacer longitudinalement vers la gauche ou vers la droite dans la première rainure longitudinale AL1. En partant de la position représentée à la figure 7A, si 5 l'actionneur 28 provoque la sélection de la deuxième ligne de rapport, le doigt 42 se déplace dans la rainure radiale RL pour venir dans la deuxième rainure axiale AL2 dans laquelle il peut se déplacer, vers la gauche ou vers la droite, comme cela est illustré aux figures 7E et 7F, correspondant aux déplacements associés 10 aux figures 3B et 3C. Dans chacune des positions illustrée aux figures 7E et 7F, lorsque l'on relâche l'effort appliqué par l'actionneur 28, le tronçon cylindrique du doigt 42 va venir en contact et en appui sous charge, par sa surface cylindrique convexe externe 43, 15 contre la face en vis-à-vis 54-2. Ainsi, ce contact est linéaire ou quasi linéaire avec de très faibles efforts de frottement lors des déplacements axiaux. De plus, le positionnement géométrique du doigt 42 par rapport à la grille 40, par rapport aux bras de passage 32-1, 32-2, 20 et aux crabots 34-1, 34-2 sont tels, comme on peut le voir notamment à la figure 6B, qu'il n'y a alors plus de contact entre les surfaces 33-1 et 38-1. L'ensemble de la description qui vient d'être effectuée et la définition de l'invention donnée aux revendications prévoient que 25 la grille 40 est mobile et que le doigt 42 est fixe. Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'inverser mécaniquement l'agencement de la grille 40 qui peut alors être fixée ou formée avec le carter 48 pour être une grille fixe, tandis que le doigt de contrôle 42 est alors réalisé avec 30 l'organe de commande 10, ou fixé sur ce dernier, pour s'étendre radialement et être mobile avec l'organe de commande 10 tout en étant bien entendu alors reçu dans la grille fixe de contrôle 40. REVENDICATIONS1. Agencement pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses qui comporte : - un organe de commande de sélection (10) qui est monté : -- rotatif, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième positions angulaires de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement ; et -- coulissant axialement, dans les deux sens, lorsque 10 l'organe de commande (10) occupe l'une ou l'autre desdites première ou deuxième positions angulaires de sélection ; - un moyen (16) de rappel élastique de l'organe de commande (10) vers sa première position angulaire de sélection ; - un actionneur commandé (28) qui peut appliquer un effort 15 d'actionnement à l'organe de commande (10) pour provoquer sa rotation, depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position, à l'encontre de l'effort de rappel exercé par le moyen de rappel élastique (16), caractérisé en ce que l'agencement comporte : 20 - un doigt fixe (42) qui s'étend selon une direction radiale par rapport à l'axe de rotation et de coulissement (A) de l'organe de commande (10) ; - une grille mobile (40), portée par l'organe de commande (10), dans laquelle est reçu le doigt fixe (42) et qui comporte : 25 -- une rainure radiale (RL) dans laquelle le doigt fixe (42) se déplace, angulairement dans les deux sens, lorsque l'organe de commande (10) tourne entre les première et deuxième positions angulaires ; et -- au moins une rainure axiale (AL2) qui est reliée à 30 une extrémité de la rainure radiale (RL) et dans laquelle le doigt fixe (42) se déplace, dans les deux sens, lorsque l'organe de commande (10) est dans sa dite deuxième position angulaire et se déplace axialement, dans les deux sens ; 3044063 11 et en ce que ladite au moins une rainure axiale (AL2) est délimitée par une face axiale (54-2) contre laquelle le doigt fixe (42) est en appui angulaire sous l'action du moyen de rappel élastique (16) et en l'absence d'effort de commande appliqué par 5 l'actionneur (28). 2. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la grille mobile (40) est une grille en "H" qui comporte une autre rainure axiale (AL2) qui est reliée à une autre extrémité de la rainure radiale (RL) et dans laquelle le doigt fixe (42) se déplace, dans les deux sens, lorsque l'organe de commande (10) est dans sa dite première position angulaire et se déplace axialement, dans les deux sens. 3. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un tronçon cylindrique d'extrémité libre (43) du doigt fixe (42) est reçu dans les rainures (RL, AL1, AL2) de la grille mobile (40), et en ce que la largeur de chaque rainure est sensiblement égale au diamètre dudit tronçon cylindrique d'extrémité libre. 4. Agencement selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que la zone de raccordement de la rainure radiale (RL) avec une rainure axiale (AL1, AL2) comporte des chanfreins de raccordement (60-1, 60-2). 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de commande (10) 25 comporte un bloc (50) qui s'étend radialement vers l'extérieur, et en ce que la grille mobile (40) est formée dans la face circonférentielle périphérique (52) du bloc (50). 6. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit bloc (50) est réalisé en une seule 30 pièce par moulage avec l'organe de commande (10). 7. Boîte de vitesses comportant un carter et un agencement selon l'une quelconque des revendications 3044063 12 précédentes, caractérisée en ce que le doigt fixe (42) est fixé au carter (48) de la boîte de vitesses.