Brevet FR3072439A1 — publié le 20190419

BOITE DE VITESSES DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN BLOCAGE DE FOURCHETTE DANS LA POSITION DE POINT MORT La présente invention concerne une boîte de vitesses pour un véhicule automobile, et un véhicule automobile équipé d'une telle boîte de vitesses. Les boîtes de vitesses de véhicules automobiles à commande manuelle comportent généralement un arbre primaire relié par un embrayage au moteur thermique, et un arbre secondaire parallèle entraînant les roues motrices du véhicule par un différentiel. Chaque rapport de vitesse de marche avant comporte un couple de pignon comprenant un pignon fixe porté par un des arbres, et un pignon libre porté par l'autre arbre, qui peut être engagé par un dispositif de synchronisation et de crabotage coulissant axialement sur l'arbre le portant. Un type de boîte de vitesses connu, présenté notamment par le document EP-A1-1022495, réalise une marche arrière à partir de deux pignons solidaires chacun d'un des deux arbres parallèles, et d'un pignon baladeur intermédiaire de marche arrière restant constamment en prise avec un des pignons, et coulissant sur son axe pour engrener avec l'autre pignon. En particulier pour ces deux pignons il est connu de disposer un pignon récepteur sur le contour extérieur du manchon de synchronisation installé sur l'arbre secondaire entre les pignons libres du premier et du deuxième rapport de marche avant. Le pignon intermédiaire de marche arrière restant constamment en prise avec un pignon fixe de l'arbre primaire, coulisse sur son axe pour s'engager sur le pignon récepteur de ce manchon de synchronisation. Chaque manchon de synchronisation est commandé par une fourchette coulissant parallèlement à l'axe des arbres, comprenant deux bras engagés dans une gorge circulaire extérieure du manchon pour le déplacer. Par la suite, par convention la direction des arbres primaire et secondaire est appelée direction axiale, la direction perpendiculaire étant appelée direction transversale. 2 Un type de système de commande connu pour ces boîtes de vitesses, présenté notamment par le document FR-A1-2875886, comporte un arbre de commande disposé transversalement, qui coulisse suivant son axe pour sélectionner une fourchette en engageant un doigt lié à cet arbre dans une 5 rainure d'une crosse reliée à la fourchette. Ensuite l'arbre de commande est entraîné en rotation d'un côté ou de l'autre pour faire coulisser axialement la fourchette sélectionnée, et engager l'un des rapports de chaque côté du manchon déplacé. Une clé d'interverrouillage disposée autour des crosses des fourchettes 10 non sélectionnées, comporte des bossages venant de chaque côté de ces crosses afin d'empêcher leurs coulissements, et d'éviter un passage simultané de plusieurs rapports de vitesse. Toutefois ce type de commande de marche arrière peut poser des problèmes car le manchon de synchronisation recevant le couple du pignon 15 intermédiaire de marche arrière, peut avec la transmission d'un couple se déplacer axialement légèrement, en générant un petit frottement sur le synchroniseur se trouvant du côté de ce déplacement. En particulier le système de dentures intérieures du manchon de synchronisation prévu pour transmettre le couple, comportant sur les côtés de 20 ces dentures des angles formant un dispositif anti-lâcher empêchant le retrait de ce manchon lors du passage du couple, pour éviter un dégagement accidentel du rapport de vitesse engagé, peut causer ce décalage du manchon. On obtient un léchage des cônes de synchronisation du côté du décalage 25 du manchon, qui peut user le synchroniseur, le faire chauffer, et finir par le détruire. Ce dernier document présente un basculeur pivotant d'engagement de la marche arrière, qui lorsque cette marche arrière est engagée comporte une encoche recevant une patte liée à la fourchette d'engagement du premier et 30 du deuxième rapport, pour bloquer sa position et éviter le déplacement de leur manchon de synchronisation. 3 Cependant ce système additionnel de blocage du manchon de synchronisation agit par des pièces intermédiaires sur la fourchette de commande de ce manchon, ce qui entraîne des jeux qui permettent quand même un petit mouvement du manchon. Il reste un risque de léchage dans un 5 synchroniseur, entraînant une usure qui peut causer des bruits lors de l'engagement du rapport correspondant. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une boîte de vitesses de véhicule automobile 10 comprenant une fourchette de commande d'un manchon de synchronisation, coulissant axialement sur une tige de guidage, et un pignon intermédiaire de marche arrière commandé par un levier le déplaçant pour l'engager sur un pignon formé sur ce manchon de synchronisation, cette boîte de vitesses étant remarquable en ce que la tige de guidage comporte sur un côté un creux, en 15 ce que la fourchette comporte un perçage recevant un doigt de blocage pouvant s'ajuster dans ce creux dans la position de point mort de la fourchette, et en ce que le levier comporte une came agissant sur le doigt de blocage dans la position de marche arrière. Un avantage de cette boîte de vitesses est qu'en plus de la clé 20 d'interverrouillage pouvant limiter le déplacement de la fourchette avec un certain jeu, l'action du levier de commande de marche arrière sur le doigt de blocage directement guidé dans le perçage de la fourchette, en l'engageant sur le creux de la tige de guidage, bloque la fourchette sur cette tige sans passer par des composants intermédiaires. 25 On obtient de manière simple et économique, avec peu de modifications de systèmes de commande existants, un blocage avec un jeu très réduit pouvant assurer un positionnement précis du manchon de synchronisation déplacé par cette fourchette, ce qui évite un contact des cônes de synchronisation de ce manchon, ainsi qu'une usure de ces cônes. 30 La boîte de vitesses selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 4 Avantageusement, le creux de la tige de guidage est une rainure circulaire autour de cette tige. De cette manière un indexage de la position angulaire de cette tige n'est pas nécessaire. Avantageusement, le doigt de blocage forme une tige aux extrémités 5 arrondies. Avantageusement, le doigt de blocage comporte un ressort de rappel qui tend à le sortir du creux de la tige de guidage. Le ressort de rappel évite un engagement du doigt de blocage dans le creux de la tige quand la came ne l'actionne pas. 10 Dans ce cas, le ressort de rappel peut être un ressort hélicoïdal entourant le doigt de blocage. En particulier, le levier peut comporter un pivot présentant un axe perpendiculaire à l'axe de la tige de guidage. Dans ce cas, avantageusement le doigt de blocage coulisse 15 parallèlement à l'axe de la tige de guidage. Avantageusement, la came comporte dans la position de point mort une partie droite parallèle à l'axe de la tige de guidage, recevant l'appui du doigt de blocage. Avantageusement, la came comporte un bossage disposé dans une 20 direction tangentielle par rapport à l'axe de pivotement, prenant appui sur le doigt de blocage quand la marche arrière est engagée. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages 25 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'une commande d'une boîte de vitesses selon l'art antérieur ; 30 - les figures 2a et 2b présentent respectivement en vue de dessus et en vue de côté, une commande d'une boîte de vitesses selon l'invention dans la position de point mort ; 5 - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe du doigt de blocage de cette commande dans la position de point mort, respectivement suivant le plan de coupe III-Ill et IV-IV. - Les figures 5a et 5b présentent respectivement en vue de dessus et en 5 vue de côté cette commande dans la position de marche arrière ; et - la figure 6 présente en coupe axiale un doigt de commande selon une variante. La figure 1 présente une fourchette 2 guidée par une tige axiale 4, déplaçant axialement un manchon de synchronisation 6 pour engager 10 alternativement un pignon du premier rapport 10 ou un pignon du deuxième rapport 8, avec un arbre secondaire portant ces pignons. Un levier de marche arrière 12 pivotant autour d'un axe transversal A, comporte à son extrémité une rainure recevant de manière ajustée un pignon de marche arrière mobile 14 déplacé axialement, qui lors du passage de la 15 marche arrière est engagé sur un pignon extérieur à denture droite du manchon de synchronisation 6. Le levier 12 et la fourchette 2 comportent chacun une rainure 16, ces rainures étant superposées afin de recevoir un doigt de passage qui coulisse transversalement pour sélectionner l'un ou l'autre de ces moyens de passage. 20 Une clé d'interverrouillage non représentée, coulissant aussi transversalement, bloque le moyen de passage qui n'est pas sélectionné afin d'éviter un engagement simultané de deux rapports. Les figures 2a, 2b, 3 et 4 présentent le pignon fixe du premier rapport 18 et celui du deuxième rapport 20, montés sur l'arbre primaire qui passe en 25 dessous du levier de marche arrière 12. L'arbre primaire porte aussi un pignon fixe à denture droite 22 disposé entre le pignon fixe du premier rapport 18 et celui du deuxième rapport 20, engagé en permanence avec le pignon de marche arrière mobile 14. De cette manière en engageant le rapport de marche arrière, on transmet le 30 mouvement de l'arbre primaire à l'arbre secondaire sans inverser le sens de rotation. 6 La fourchette 2 comporte un manchon engagé autour de la tige de guidage 4 pour réaliser son guidage, comprenant un perçage transversal parallèle à l'axe de pivotement A, recevant de manière ajustée un doigt de blocage 30 formant une tige présentant des extrémités arrondies. 5 La tige 4 comporte une rainure circulaire transversale 24 pouvant recevoir une extrémité arrondie du doigt de blocage 30 quand la fourchette 2 coulisse axialement pour aligner ce doigt sur cette rainure, de manière à réaliser un blocage de la fourchette dans cette position. Le levier de marche arrière 12 comporte une came 26 formée par une 10 patte réalisée en tôle emboutie, disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe A du levier 2, venant au-dessus du doigt de blocage 30. La came 26 comporte dans un plan de coupe III-Ill parallèle à l'axe B de la tige 4, présenté figure 3, un profil parallèle à cet axe. La marche arrière n'étant pas engagée, la fourchette 2 peut coulisser axialement pour engager 15 le premier ou le deuxième rapport de vitesse, son doigt de blocage 30 n'étant pas déplacé par la came 26. La came 26 comporte dans un plan de coupe IV-IV présenté figure 4, formant un angle d'environ 80° avec le plan de coupe III-Ill, un bossage 32 disposé dans une direction tangentielle par rapport à l'axe de pivotement A, 20 qui dans la position de point mort laisse le doigt de blocage 30 reculé. Les figures 5a et 5b présentent l'engagement de la marche arrière. La came 26 pivotant avec le levier 12, son bossage 32 se déplace suivant la flèche F tangente par rapport à l'axe de pivotement A, et vient appuyer sur le doigt de blocage 30 pour l'engager dans la rainure 24. 25 On obtient un blocage de la fourchette 2 sur la tige de guidage 4, réalisé directement entre ces deux composants par le doigt de blocage 30, sans passer par des composants intermédiaires. Le jeu entre la fourchette 2 et la tige 4 est très réduit, ce qui permet un positionnement précis de cette fourchette. 30 La figure 6 présente un ressort hélicoïdal de rappel 40 disposé autour du doigt de commande 30, prenant appui d'un côté sur le manchon de la 7 fourchette 2 et de l'autre côté sur un rebord annulaire 42 entourant ce doigt, de manière à appliquer un effort permanent de rappel du doigt vers l'extérieur. On obtient avec le ressort de rappel 40 l'assurance de dégager en permanence le doigt de blocage 30 radialement vers l'extérieur quand le 5 bossage 32 de la came 26 n'est plus sur ce doigt. La fourchette 2 peut coulisser librement quand la marche arrière n'est pas engagée. Avec une simple modification du levier 12 et l'ajout du doigt de blocage 30 dans un perçage de la fourchette 2, sans composant supplémentaire ni modification notable des coûts, REVENDICATIONS1 - Boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant une fourchette (2) de commande d'un manchon de synchronisation (6), coulissant axialement sur une tige de guidage (4), et un pignon intermédiaire de marche arrière (14) commandé par un levier (12) le déplaçant pour l'engager sur un pignon formé sur ce manchon de synchronisation (6), caractérisé en ce que la tige de guidage (4) comporte sur un côté un creux (24), en ce que la fourchette (2) comporte un perçage recevant un doigt de blocage (30) pouvant s'ajuster dans ce creux (24) dans la position de point mort de la fourchette (2), et en ce que le levier (12) comporte une came (26) agissant sur le doigt de blocage (30) dans la position de marche arrière. 2 - Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le creux (24) de la tige de guidage (4) est une rainure circulaire autour de cette tige (4). 3 - Boîte de vitesses selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le doigt de blocage (30) forme une tige aux extrémités arrondies. 4 - Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le doigt de blocage (30) comporte un ressort de rappel (40) qui tend à le sortir du creux (24) de la tige de guidage (4) 5 - Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que le ressort de rappel (40) est un ressort hélicoïdal entourant le doigt de blocage (30). 6 - Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le levier (12) comporte un pivot présentant un axe (A) perpendiculaire à l'axe de la tige de guidage (4). 7 - Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que le doigt de blocage (30) coulisse parallèlement à l'axe de la tige de guidage (4). 8 - Boîte de vitesses selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la came (26) comporte dans la position de point mort une partie droite 9 parallèle à l'axe de la tige de guidage (4), recevant l'appui du doigt de blocage (30). 9 - Boîte de vitesses selon la revendication 8, caractérisée en ce que la came (26) comporte un bossage (32) disposé dans une direction tangentielle 5 par rapport à l'axe de pivotement (A), prenant appui sur le doigt de blocage (30) quand la marche arrière est engagée. 10 - Véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses, caractérisé en ce que cette boîte de vitesses est selon l'une quelconque des revendications précédentes.