Brevet FR3056667A1 — publié le 20180330

"SYSTEME DE COMMANDE INTERNE D'UNE BOITE DE VITESSES D'UN VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE" [001] L'invention concerne un système de commande interne d'une boite de vitesses d'un véhicule, notamment automobile. [002] De manière connue en soi, le passage des rapports de vitesses au sein d'une boite de vitesses, préférentiellement un boite de vitesses manuelle, est réalisé par l'intermédiaire d'un système de commande interne comprenant un levier de sélection et un levier de passage tous deux actionnés par l'intermédiaire d'un levier de changement de rapport de vitesse disposé dans l'habitacle du véhicule. Ces leviers de sélection et de passage de vitesse permettent d'actionner une pluralité de synchroniseurs dans la boite de vitesses, par l'intermédiaire d'une pluralité de fourchettes disposées dans la boite de vitesses. [3] Le passage d'un rapport de vitesse provoque néanmoins des gradients importants d'efforts appliqués au niveau des fourchettes et des synchroniseurs, ce qui a un impact sur la rugosité du passage de rapport de vitesse, le conducteur ou un passager du véhicule ressentant une sensation d'accroc lors du passage de rapport de vitesse. En outre, ces gradients d'efforts ont un impact sur la précision du passage de rapport de vitesse, et provoquent des bruits que le conducteur ou le passager peuvent juger désagréables, notamment des craquements ou des grésillements lors du passage de rapport de vitesse. [4] Il est décrit dans le document US 8015896 un système de commande interne d'une boite de vitesses comprenant une pluralité de fourchettes auxquelles sont associées des noix de fourchettes, chacune des fourchettes étant apte à être déplacée en translation sous l'action d'un doigt de passage de vitesse solidaire du levier de passage de vitesse et agissant sur la noix de fourchette associée à la fourchette correspondante, chaque noix de fourchette étant montée pivotante sur la fourchette correspondante autour d'un axe perpendiculaire à la direction de translation de la fourchette de sorte que la noix de fourchette pivote à l'encontre de la force de rappel d'un organe élastique de la fourchette interposé entre la noix de fourchette et la fourchette sous l'action du doigt de passage lors du passage du rapport de vitesse. 3056667 2 [5] Cependant, le système de commande interne décrit dans le document US 8015896 est peu adapté aux efforts exceptionnels auxquels peuvent être soumises les fourchettes, par exemple lors du passage brusque d'un rapport de vitesse. [6] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art 5 antérieur. [7] Pour atteindre ce but, l'invention concerne un système de commande interne d'une boite de vitesses d'un véhicule, notamment automobile, comprenant un levier de passage de vitesse, une pluralité de doigts de passage de vitesse pouvant être actionnés par le levier de passage de vitesse, une pluralité de fourchettes auxquelles sont associées 10 des noix de fourchettes et chacune apte à être déplacée en translation sous l'action du doigt de passage de vitesse correspondant agissant sur la noix de fourchette associée à la fourchette correspondante, chaque noix de fourchette étant montée pivotante sur la fourchette correspondante autour d'un axe perpendiculaire à la direction de translation de la fourchette de sorte que la noix de fourchette pivote à l'encontre de la force de rappel 15 d'un organe élastique de la fourchette interposé entre la noix de fourchette et la fourchette sous l'action du doigt de passage lors du passage du rapport de vitesse correspondant, la fourchette comprenant une butée sur laquelle vient en appui la noix de fourchette pour stopper le pivotement de cette dernière lorsque l'effort exercé par le doigt de passage de vitesse sur la noix de fourchette lors du passage du rapport de vitesse dépasse une valeur 20 prédéterminée. [8] Selon une autre particularité, la noix de fourchette est une plaque plane comportant un perçage traversé par la butée, permettant à la noix de fourchette de venir en appui contre la butée lorsque l'effort exercé par le doigt de passage sur la noix de fourchette lors du passage du rapport de vitesse dépasse la valeur prédéterminée. 25 [009] Selon une autre particularité, l'organe élastique est logé dans le perçage de la noix de fourchette. [0010] Selon une autre particularité, la valeur prédéterminée de l'effort exercé par le doigt de passage sur la noix de fourchette lors du passage du rapport de vitesse se situe dans une plage comprise entre huit cents et mille deux cents Newtons. 30 [0011] Selon une autre particularité, la noix de fourchette comprend une encoche sensiblement en forme de U dans laquelle l'extrémité libre du doigt de passage est 3056667 3 destinée à s'insérer lors de la sélection de la fourchette correspondante par un levier de sélection de la boite de vitesses, l'extrémité libre du doigt de passage venant en appui contre le bord latéral correspondant de l'encoche pour entrainer la noix de fourchette lors du passage du rapport de vitesse. 5 [0012] Selon une autre particularité, l'organe élastique est un ressort en spirale dont l'une des extrémités est solidaire de la butée et l'extrémité opposée est solidaire de la noix de fourchette. [0013] Selon une autre particularité, le ressort en spirale a une raideur en torsion dans un sens de pivotement de la noix de fourchette différente de celle dans le sens de 10 pivotement opposé de cette noix de fourchette suivant le passage de l'un ou l'autre rapport de vitesse par la fourchette correspondante. [0014] Selon une autre particularité, l'organe élastique est un ressort à lame sensiblement plan logé dans le perçage de la noix de fourchette en étant solidaire de la butée transversalement à celle-ci et dont les extrémités opposées sont solidaires de la 15 noix de fourchette. [0015] L'invention concerne également une boite de vitesses manuelle comprenant un système de commande interne tel que décrit précédemment, le levier de passage de vitesse étant relié à un levier de changement de vitesse logé dans l'habitacle du véhicule. [0016] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une boite de 20 vitesses manuelle telle que décrite précédemment. [0017] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : 25 - La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie du système de commande interne d'une boite de vitesses manuelle selon l'invention, montrant plusieurs fourchettes dont l'une comprend une noix de fourchette selon l'invention ; - La figure 2 représente une vue en perspective agrandie de la fourchette et de sa noix de fourchette représentée à la figure 1 ; 3056667 4 - La figure 3 représente une vue de côté de la fourchette suivant la flèche III de la figure 1, ainsi que du levier de passage de vitesse et de doigts de passage de vitesse ; - La figure 4 représente une vue en perspective de la fourchette et de sa noix de fourchette selon une variante de réalisation de l'invention. 5 [0018] En référence aux figures, le système de commande interne d'une boite de vitesses d'un véhicule automobile va maintenant être décrit. [0019] Le système de commande interne de la boite de vitesses, préférentiellement une boite de vitesses manuelle, comprend un levier de sélection de vitesse (non représenté) et un levier de passage de vitesse 1. De manière connue en soi, ces deux leviers sont 10 montés à pivotement sur le carter de la boite de vitesses. Les leviers de sélection et de passage de vitesse sont commandés par des câbles ou des tringles d'une commande externe reliés entre des articulations à rotules de ces leviers et un levier de changement de vitesse disposé dans l'habitacle du véhicule. [0020] Le levier de passage de vitesse 1 présente la forme d'une tige cylindrique 15 coudée, comprenant une première portion 14 disposée à l'extérieur de la boite de vitesses et une deuxième portion 15 perpendiculaire à la première portion 14 et disposée à l'intérieur du carter de la boite de vitesses. L'extrémité de la première portion 14 du levier de passage de vitesse 1 comprend la rotule 16 associée aux tringles ou aux câbles de la commande externe. La deuxième portion 15 du levier de passage de vitesse 1 comprend 20 une pluralité de doigts radiaux de passage de vitesse 2, chacun pouvant être actionné par le levier de passage de vitesse 1. [0021] Le système de commande interne comprend également une pluralité de fourchettes 3, 3a, 3b montées sur un ensemble de tringlerie, chaque fourchette 3 étant montée mobile en translation sur un coulisseau 17, 17b de la tringlerie. En outre, une noix 25 de fourchette 4, 4a est associée à chaque fourchette 3, 3a, 3b et est apte à interagir avec l'un des doigts de passage 2 du levier de passage 1, comme cela sera décrit plus loin. [0022] Lorsque le conducteur du véhicule souhaite engager un nouveau rapport de vitesse, il active dans un premier temps le levier de sélection de vitesse par l'intermédiaire du levier de changement de vitesse dans l'habitacle du véhicule. Le levier de sélection de 30 vitesse étant couplé au levier de passage de vitesse 1, l'activation du levier de sélection se traduit par le déplacement en translation du levier de passage de vitesse 1 dans une 3056667 5 direction parallèle à l'axe longitudinal de la deuxième portion 15. Ce mouvement en translation de la deuxième portion 15 du levier de passage 1 entraine les doigts de passage 2 jusqu'à ce que l'un des doigts de passage 2 s'insère dans une encoche en forme de U 9 de la noix de fourchette 4, 4a de la fourchette sélectionnée 3. 5 [0023] Dans un second temps, le conducteur du véhicule active le levier de passage de vitesse 1 par l'intermédiaire du levier de changement de vitesse dans l'habitacle du véhicule : le levier de passage de vitesse 1 pivote alors autour de l'axe de la deuxième portion 15. Le pivotement du levier de passage 1 provoque alors le pivotement des doigts de passage 2, et le doigt de passage 2 qui est engagé dans l'encoche 9 de la noix de 10 fourchette 4, 4a de la fourchette sélectionnée 3 vient alors en appui contre un bord latéral 10 de l'encoche 9 de la noix de fourchette 4, 4a pour entrainer la fourchette correspondante 3 en translation sur le coulisseau 17. En fonction du mouvement du levier de changement de vitesse dans l'habitacle, le levier de passage 1 pivotera dans un sens ou dans l'autre, provoquant le déplacement en translation de la fourchette correspondante 15 3 dans un sens ou dans l'autre. [0024] De manière connue en soi, chaque fourchette 3, 3a, 3b peut agir lors de sa translation sur un synchroniseur de la boite de vitesses, pour passer le rapport de vitesse correspondant. Ainsi, selon le sens de la translation de la fourchette 3, 3a, 3b sur le coulisseau correspondant 17, 17b, un rapport de vitesse déterminé sera engagé. Par 20 exemple, une même fourchette 3 pourra permettre le passage de la première vitesse ou de la seconde vitesse selon son sens de déplacement. [0025] Pour limiter les gradients d'efforts exercés au niveau d'au moins l'une des fourchettes 3 du système de commande interne et du synchroniseur correspondant, la noix de fourchette correspondante 4, 4a est montée pivotante sur la fourchette 3 autour 25 d'un axe 5 perpendiculaire à la direction de translation de la fourchette 3. La noix de fourchette 4, 4a telle que représentée sur les figures 1 à 4 est une plaque plane dont deux extrémités opposées comportent respectivement l'encoche 9 d'interaction avec l'un des doigts de passage 2 et l'axe de pivotement 5 de la noix de fourchette 4, 4a relativement à la fourchette 3. 30 [0026] En outre, la fourchette 3 associée à la noix de fourchette pivotante 4, 4a comprend un organe élastique 6, 6a disposé entre la fourchette 3 et la noix de fourchette 4, 4a. Ainsi, sous l'action du doigt de passage correspondant 2, inséré dans l'encoche 9 de la noix de fourchette 4, 4a, lors du passage de rapport de vitesse, la noix de fourchette 3056667 6 4, 4a pivote à l'encontre de la force de rappel de l'organe élastique 6, 6a. De la sorte, les gradients d'efforts exercés au niveau de la fourchette 3 et du synchroniseur correspondants sont lissés, limitant la sensation d'accroc lors du passage du rapport de vitesse et diminuant les bruits désagréables perçus par le conducteur et tout passager du 5 véhicule. [0027] Selon l'invention, la fourchette 3 munie de la noix de fourchette pivotante 4, 4a comprend également, solidaire de la fourchette 3, une butée 7 sur laquelle vient en appui la noix de fourchette 4, 4a pour stopper le pivotement de cette dernière lorsque l'effort exercé par le doigt de passage de vitesse 2 sur la noix de fourchette 4, 4a lors du passage 10 du rapport de vitesse dépasse une valeur prédéterminée, cette valeur déterminée se situant dans une plage comprise entre huit cents et mille deux cents Newtons, et étant préférentiellement de l'ordre de mille Newtons. [0028] Comme représenté sur les figures 1 à 4, la noix de fourchette 4, 4a comprend un perçage 8, 8a traversé par la butée 7, permettant à un bord du perçage 8, 8a de la noix de 15 fourchette 4, 4a de venir en appui contre la butée lorsque l'effort exercé par le doigt de passage 2 sur la noix de fourchette 4, 4a lors du passage du rapport de vitesse dépasse la valeur prédéterminée. Préférentiellement, l'organe élastique 6, 6a est logé dans le perçage 8, 8a de la noix de fourchette 4, 4a. Ainsi, lors d'un passage de vitesse plus brusque que la normale, et bien que la noix de fourchette 4, 4a soit soumise dans ce cas à un effort 20 exceptionnel supérieur à mille ou mille deux cents Newtons, et pouvant atteindre voire dépasser mille six cents Newtons, la butée 7 stoppe le pivotement de la noix de fourchette 4, 4a avant que l'organe élastique 6, 6a n'atteigne sa limite de déformation, maintenant l'intégrité de cet organe 6, 6a. [0029] Selon l'invention et comme représenté aux figures 1 à 3, l'organe élastique est un 25 ressort en spirale 6 logé dans le perçage 8 de la noix de fourchette 4, dont l'une des extrémités 12 est solidaire de la butée 7 et l'extrémité opposée 13 est solidaire de la noix de fourchette 4. Une caractéristique de ce type de ressort 6 est qu'il possède une raideur en torsion différente selon que le ressort 6 travaille en extension ou en compression. [0030] En effet, en fonction du rapport de vitesse à engager, la fourchette 30 correspondante 3 aura un mouvement en translation dans un sens ou dans l'autre. Le sens de pivotement de la noix de fourchette correspondante 4 dépendant du sens de translation de la fourchette correspondante 3, il dépend donc également du rapport de vitesse à engager. Le pivotement de la noix de fourchette 4 provoquant la compression ou 3056667 7 l'extension du ressort en spirale 6 selon le sens de pivotement de la noix de fourchette 4, le ressort en spirale 6 a une raideur en torsion dans un sens de pivotement de la noix de fourchette 4 différente de celle dans le sens de pivotement opposée de cette noix de fourchette 4. 5 [0031] Cette dissymétrie de la raideur du ressort en spirale 6 est avantageuse, car la valeur de l'effort devant être exercé sur la fourchette 3 pour passer un rapport de vitesse est propre à chaque rapport de vitesse à engager. Par exemple, l'effort nécessaire à l'engagement de la première vitesse est différent de l'effort nécessaire à l'engagement de la deuxième vitesse. Une même fourchette 3 permettant de passer au moins deux 10 rapports de vitesses différents, on positionnera le ressort en spirale 6 dans le perçage 8 de la noix de fourchette correspondante 4 de sorte que, lors du passage du rapport de vitesse demandant le plus d'effort, le pivotement de la noix de fourchette 4 pendant ce passage induise la déformation du ressort en spirale 6 faisant intervenir sa plus forte raideur, par exemple par compression du ressort 6. 15 [0032] Dans une variante de réalisation représentée à la figure 4, l'organe élastique est un ressort à lame 6a sensiblement plan logé dans un perçage 8a de forme approximativement oblongue de la noix de fourchette 4a. Le ressort à lame 6a est solidaire au voisinage de sa partie centrale de la butée 7 transversalement à celle-ci, et les extrémités opposées du ressort sont solidaires de la noix de fourchette 4a. Par exemple et 20 comme représenté sur la figure 4, les extrémités opposées du ressort à lame 6a sont insérées dans des encoches 18 prévues à cet effet et réalisées dans des bords opposés du perçage 8a de la noix de fourchette 4a. La partie centrale du ressort à lame 6a est fixée dans une fente d'extrémité de la butée 7. A la différence du ressort en spirale 6 représenté sur les figures 1 à 3, le ressort à lame plan 6a de la figure 4 présente une raideur 25 symétrique, quel que soit le sens de pivotement de la noix de fourchette correspondante 4a. [0033] La configuration telle que décrite n'est pas limitée au mode de réalisation décrit dans le texte et représenté sur les figures. Elle n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du 30 cadre de l'invention. Ainsi, on pourrait imaginer que le système de commande interne soit intégré dans une boite de vitesses non manuelle, pourvu que le système de commande comporte une pluralité de fourchettes 3, 3a, 3b dont au moins l'une est associée à une noix de fourchette 4, 4a selon l'invention. REVENDICATIONS1. Système de commande interne d'une boite de vitesses d'un véhicule, notamment automobile, comprenant un levier de passage de vitesse (1), une pluralité de doigts de passage de vitesse (2) pouvant être actionnés par le levier de passage de vitesse (1), une pluralité de fourchettes (3, 3a, 3b) auxquelles sont associées des noix de fourchettes (4, 4a) et chacune apte à être déplacée en translation sous l'action du doigt de passage de vitesse correspondant (2) agissant sur la noix de fourchette (4, 4a) associée à la fourchette correspondante (3), chaque noix de fourchette (4, 4a) étant montée pivotante sur la fourchette correspondante (3) autour d'un axe (5) perpendiculaire à la direction de translation de la fourchette (3) de sorte que la noix de fourchette (4, 4a) pivote à l'encontre de la force de rappel d'un organe élastique (6, 6a) de la fourchette (3) interposé entre la noix de fourchette (4, 4a) et la fourchette (3) sous l'action du doigt de passage (2) lors du passage du rapport de vitesse correspondant, caractérisé en ce que la fourchette (3) comprend une butée (7) sur laquelle vient en appui la noix de fourchette (4, 4a) pour stopper le pivotement de cette dernière lorsque l'effort exercé par le doigt de passage de vitesse (2) sur la noix de fourchette (4, 4a) lors du passage du rapport de vitesse dépasse une valeur prédéterminée. 2. Système de commande interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la noix de fourchette (4, 4a) est une plaque plane comportant un perçage (8, 8a) traversé par la butée (7), permettant à la noix de fourchette (4, 4a) de venir en appui contre la butée (8, 8a) lorsque l'effort exercé par le doigt de passage (2) sur la noix de fourchette (4, 4a) lors du passage du rapport de vitesse dépasse la valeur prédéterminée. 3. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe élastique (6, 6a) est logé dans le perçage (8, 8a) de la noix de fourchette (4, 4a). 4. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée de l'effort exercé par le doigt de passage (2) sur la noix de fourchette (4, 4a) lors du passage du rapport de vitesse se situe dans une plage comprise entre huit cents et mille deux cents Newtons. 5. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la noix de fourchette (4, 4a) comprend une encoche sensiblement en forme de U (9) dans laquelle l'extrémité libre (11) du doigt de passage (2) est destinée à s'insérer lors de la sélection de la fourchette correspondante (3) par un levier de sélection de la 3056667 9 boite de vitesses, l'extrémité libre (11) du doigt de passage (2) venant en appui contre le bord latéral correspondant (10) de l'encoche (9) pour entrainer la noix de fourchette (4, 4a) lors du passage du rapport de vitesse. 6. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé 5 en ce que l'organe élastique est un ressort en spirale (6) dont l'une des extrémités (12) est solidaire de la butée (7) et l'extrémité opposée (13) est solidaire de la noix de fourchette (4). 7. Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort en spirale (6) a une raideur en torsion dans un sens de pivotement de la noix de fourchette 10 (4) différente de celle dans le sens de pivotement opposé de cette noix de fourchette (4) suivant le passage de l'un ou l'autre rapport de vitesse par la fourchette correspondante (3). 8. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'organe élastique est un ressort à lame (6a) sensiblement plan logé dans le 15 perçage (8a) de la noix de fourchette (4a) en étant solidaire de la butée (7) transversalement à celle-ci et dont les extrémités opposées sont solidaires de la noix de fourchette (4a). 9. Boite de vitesses manuelle comprenant un système de commande interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le levier de passage de vitesse (1) étant relié à un 20 levier de changement de vitesse logé dans l'habitacle du véhicule. 10. Véhicule automobile comprenant une boite de vitesses manuelle selon la revendication 9.