Brevet FR3113384A1 — publié le 20220218

L’invention propose un système (100) d’entrainement en pivotement dans les deux sens d’un arbre (AS) de sélection d’une boîte de vitesses de véhicule automobile comportant un levier pivotant (LS) de sélection qui est lié en rotation à l’arbre (AS) de sélection, un premier câble de traction (C1) dont une première extrémité (C11) est reliée à un premier bras (B1) du levier (LS) de sélection, un deuxième câble de traction (C2) dont une première extrémité (C21) est reliée à un deuxième bras (B2) du levier (LS) de sélection, et un élément (12, 40) d’entraînement des deux câbles de traction (C1, C2) auquel sont reliées les deuxièmes extrémités (C12, C22) des deux câbles de traction, et dont la rotation provoque un déplacement linéaire simultané du premier câble de traction (C1) dans un premier sens et du câble de traction (C2) dans un deuxième sens. Figure pour l'abrégé : 1 DISPOSITIF DE COMMANDE PAR CABLES DE LA SELECTION DE RAPPORTS D'UNE BOÎTE DE VITESSES DE VEHICULE AUTOMOBILE Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un système d’entraînement en pivotement dans les deux sens d’un arbre d’une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile. L’invention concerne notamment un système d’entraînement d’un arbre de sélection d’un couloir de changement de rapports. Arrière-plan technique L'invention concerne un ensemble de commande d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile, du type comportant un levier de changement de rapports de vitesses qui est monté pivotant par rapport à un élément structurel fixe, par exemple une embase, autour d’un centre de pivotement, et qui agit sur des organes de transmission des mouvements du levier en direction de la boîte de vitesses. De manière connue, un tel ensemble est notamment utilisé pour commander une boîte de vitesses par exemple à l'aide de deux câbles gainés qui sont des câbles du type tiré-poussé, aussi appelés câbles « Bowden ». Une telle conception permet de transmettre les mouvements de l'extrémité supérieure du levier de changement de vitesses, qui est agencée à l'intérieur de l'habitacle, jusqu'à la boîte de vitesses de manière à permettre la sélection et l'engagement, ou passage, de différents rapports de vitesses. A cet effet, une extrémité supérieure du levier est munie d’un pommeau de manœuvre sur lequel le conducteur agit pour effectuer les changements de rapports de vitesses. Pour sélectionner un couloir de changement de rapports, le conducteur exerce un effort transversal sensiblement horizontal, vers la gauche ou vers la droite. Pour engager un rapport, le conducteur exerce un effort longitudinal vers l'avant ou vers l’arrière. Selon une conception décrite et représentée dans le document FR-A-2.885848, l’extrémité inférieure libre du levier, qui est opposée à l’extrémité supérieure munie du pommeau, est reliée à l’âme d’un câble tiré-poussé de passage des rapports. Dans sa partie centrale qui est articulée autour d’un centre de pivotement – qui est par exemple obtenu au moyen d’une articulation à rotule – le levier de changement de rapports est relié à une bielle latérale de transmission de mouvement qui entraîne un organe de renvoi de mouvement qui est monté pivotant autour d’un axe transversal, dont un point est relié à la bielle latérale de transmission, et dont un autre point est relié à l’âme d’un câble tiré-poussé de sélection d’un couloir de changement de rapports. L’organe de transformation et de renvoi de mouvements se présente sous la forme d’un triangle formant levier de renvoi qui est monté pivotant dans un plan vertical longitudinal sensiblement parallèle au plan vertical dans lequel se trouve le levier. L’ensemble de commande de changement de rapports comporte encore un boîtier ou une embase par rapport auquel le levier de changement de rapports et l’organe de renvoi sont montés respectivement articulé et pivotant. Le boîtier porte aussi deux embouts de gaines pour les deux câbles tiré-poussé dans chacune desquelles est monté coulissante l’âme du câble de passage de rapport et l’âme du câble de sélection respectivement. Une telle conception fait appel à un grand nombre de composants mécaniques lourds et complexes qui sont de plus bruyants tant lors du roulage que de leur utilisation qui met en œuvre des leviers et leurs articulations. L’invention propose un système d’entrainement en pivotement dans les deux sens d’un arbre d’une boîte de vitesses de véhicule automobile comportant : - un levier pivotant du premier type qui est lié en rotation audit arbre ; - un premier organe allongé de traction du levier dont une première extrémité est reliée à un premier bras du levier ; - un deuxième organe allongé de traction du levier dont une première extrémité est reliée à un deuxième bras du levier ; - et un élément d’entraînement des deux organes allongés de traction qui est monté tournant dans les deux sens autour d’un axe géométrique, auquel sont reliées la deuxième extrémité du premier organe allongé de traction et la deuxième extrémité du deuxième organe allongé de traction, et dont la rotation dans l’un ou l’autre sens provoque un déplacement linéaire simultané du premier organe allongé de traction dans un premier sens et du deuxième organe allongé de traction dans un deuxième sens. Selon d’autres caractéristiques du système selon l’invention : - il comporte un levier de changement de rapports de la boîte de vitesses qui est monté tournant dans les deux sens autour dudit axe de géométrique et dont les déplacements angulaires dans l’un ou l’autre sens provoquent une rotation dans l’un ou l’autre sens de l’élément d’entraînement ; - il comporte des moyens de guidage des déplacements angulaires du levier de changement de rapports dans un plan orthogonal audit axe géométrique de rotation ; - l’élément d’entraînement est un tronçon du levier de changement de rapports auquel sont reliées la deuxième extrémité du premier organe allongé de traction et la deuxième extrémité du deuxième organe allongé de traction ; - la deuxième extrémité du premier organe allongé de traction et la deuxième extrémité du deuxième organe allongé de traction sont agencées symétriquement transversalement de part et d’autre dudit tronçon du levier de changement de rapports ; - le système comporte une embase par rapport à laquelle le levier de changement de rapports est monté tournant autour dudit axe géométrique ; - le levier de changement de rapports comporte une rotule proximale d’articulation qui est montée tournante par rapport à l’embase autour d’un centre passant par ledit axe géométrique ; - la rotule proximale d’articulation est adjacente à l’embase, et en ce que les deuxièmes extrémités des deux organes allongés de traction sont reliées à un tronçon du levier de changement de rapports situé entre la rotule proximale d’articulation et un pommeau d’actionnement du levier de changement de rapports ; - l’embase porte des éléments de guidage des déplacements de tronçons de chacun des deux organes allongés de traction le long de l’embase ; - l’ élément de guidage est un tube de guidage dont une extrémité proche de la deuxième extrémité de l’organe allongé de traction associé est conformée en tronc de cône évasé vers cette deuxième extrémité ; - chaque organe allongé de traction est un câble de traction ; - l’arbre de boîte de vitesses est un arbre de sélection d’un couloir de changement de rapports de la boîte de vitesses. Brève descriptions des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : – la figure 1 est une vue schématique en perspective d’un ensemble de commande des changements de rapports d’une boîte de vitesses comportant un système selon l’invention d’entraînement en pivotement dans les deux sens de l’arbre dit de sélection ; – la figure 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif de commande comportant le levier de changements de rapports de l’ensemble représenté à la figure 1, qui est dans sa position de repos correspondant à la position de point mort de la boîte de vitesses ; – la figure 3 est une vue à plus grande échelle de la partie de l’ensemble représenté à la figure 1 qui est associée à la boîte de vitesses ; – la figure 4 est une vue longitudinale en bout depuis l’avant du dispositif de commande représenté à la figure 2 ; – la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4 sur laquelle le levier de changements de rapports est représenté dans une position angulaire de sélection d’un autre couloir de changement de rapports ; – la figure 6 est une vue de détail et selon un autre angle des éléments de la figure 3 pour l’entraînement en pivotement dans les deux sens de l’arbre de sélection ; – la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 6 sur laquelle le levier d’entraînement de l’arbre de sélection est représenté dans une autre position angulaire ; et – la figure 8 est une vue de détail en perspective de la partie inférieure du dispositif de commande représenté à la figure 2 et sur laquelle le levier de changements de rapports est dans une position correspondant à une position d’engagement d’un rapport de la boîte de vitesses. Description détaillée de l'invention Pour la description de l'invention et la compréhension des revendications, on adoptera à titre non limitatif et sans référence limitative à la gravité terrestre les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué aux figures dont les axes longitudinal L et transversal T s’étendent dans un plan horizontal. Par convention, l’axe longitudinal L est orienté de l’arrière vers l’avant du véhicule, et l’axe transversal T est orienté de la droite vers la gauche du véhicule selon le sens de roulage en marche avant. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 un ensemble 100 de commande d'une boîte de vitesses de véhicule automobile (non représentée), comportant un dispositif 10 de commande des changements de rapports de vitesses qui, au moyen de câbles de transmission de mouvements, transmet des efforts de sélection et de passage de rapports de vitesses. Ces efforts agissent d’une part sur un arbre AS de sélection d’un couloir de changement de rapports qui est monté pivotant dans les deux sens autour de son axe A1 et, d’autre part, sur un arbre AP de passage d’un rapport de vitesses - appartenant à un couloir préalablement sélectionné - qui est monté pivotant dans les deux sens autour de son axe A2. Pour l’entraînement en rotation dans les deux sens de l’arbre de sélection AS, celui-ci est lié en rotation à un levier pivotant de sélection LS du premier type comportant deux bras ici diamétralement opposés B1 et B2. Pour l’entraînement en rotation dans les deux sens de l’arbre de passage AP, celui-ci est muni d’un levier pivotant de passage LP comportant ici un bras radial unique B3. Le dispositif 10 de commande des changements de rapports de vitesses, qui est représenté aux figures 1, 2, 4, 5 et 8, comporte un levier 12 de changement de rapports qui, dans sa position de repos correspondant par exemple à la position de point mort de la boîte de vitesses, est d'orientation sensiblement verticale. À son extrémité supérieure, le levier 12 est muni d'un pommeau 14 de manœuvre du levier 12 et, à son extrémité inférieure, le levier 12 et muni d'une rotule 16 d’articulation en pivotement du levier12 autour d’un centre « C ». Le corps du levier 12 est en forme de tige et sa rotule inférieure d'articulation 16 est reçue dans une coque complémentaire 20 qui est portée par la face supérieure 27 – ici horizontale – d’une embase structurelle fixe 26 illustrée schématiquement sous la forme d’une plaque. La rotule inférieure d'articulation 16 permet le pivotement dans toutes les directions du levier 12 autour du centre d'articulation C. Afin de limiter les capacités et possibilités géométriques de déplacement du levier 12 dans l'espace, et par exemple afin que le levier 12 ne puisse être déplacé que dans des plans globalement longitudinaux et verticaux, ou dans des plans globalement transversaux et verticaux, il est possible d'associer au dispositif de commande 10 - ou d'intégrer au dispositif de commande 10 - des moyens de guidage des déplacements du levier 12 qui sont de conception générale connue tels que par exemple une grille de guidage (Non représentée). Ainsi, les déplacements du levier 12, et donc du pommeau de commande 14, sont limités à des mouvements qui – au niveau du pommeau - sont globalement horizontaux et qui peuvent être effectués par l'utilisateur soit selon la direction transversale de la gauche vers la droite ou inversement, soit selon la direction longitudinale de l'arrière vers l'avant ou inversement. Les efforts longitudinaux appliqués au pommeau 14 par le conducteur ont pour but de commander le passage ou engagement d'un rapport en agissant sur un composant interne de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un câble 22 de passage des rapports. De manière connue, le câble de transmission 22 est ici un câble du type tiré-poussé comportant une tige 23 qui est sertie sur une âme de câble qui est fixée sur l’embase 26 au moyen d’un embout de gaine 29. Au voisinage du dispositif de commande 10, le câble 22 transmission est orienté et guidé globalement horizontalement et longitudinalement. L'extrémité proximale de la tige 23 du câble 22 de passage de rapports est reliée de manière articulée au levier 12 par une articulation 24 reliée à une zone 30 qui est située verticalement au-dessus de la rotule d’articulation 16. L’extrémité distale de l’autre tige 23’ du câble 22 de passage de rapports est reliée au bras radial B3 du levier pivotant de passage LP par une articulation 32. L'extrémité proximale de la gaine 25 proche du bras B3 est fixée sur un élément structurel fixe 34 (qui constitue un arrêt de gaine fixée sur la boîte de vitesses) au moyen d’un embout de gaine 36. Ainsi, les déplacements longitudinaux du pommeau 14 vers l'avant selon l’axe « L » provoquent un déplacement des tiges 23 (coté boitier) et 23’ (coté boîte de vitesses) vers l’avant à l'intérieur de la gaine 25. Inversement, les déplacements longitudinaux du pommeau 14 vers l’arrière provoquent un déplacement de l'âme 23 (coté boitier) et 23’ (coté boîte de vitesses) vers l’arrière à l'intérieur de la gaine 25. Les efforts transversaux appliqués au pommeau 14 par le conducteur ont pour but de commander la sélection d'un couloir de changement de rapports en agissant sur un autre composant interne de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un système selon l’invention d’entrainement en pivotement dans les deux sens de l’arbre de sélection AS auquel le levier pivotant de sélection LS est lié en rotation. Conformément aux enseignements de l’invention, les efforts transversaux appliqués au pommeau 14 par le conducteur sont transmis au levier pivotant de sélection LS par une paire de câbles jumelés de traction C1 et C2 qui comportent : - un premier câble C1 de traction du levier pivotant de sélection LS dont une première extrémité distale C11 est reliée de manière articulée au premier bras B1 du levier pivotant de sélection LS ; - et un deuxième câble C2 de traction du levier pivotant de sélection LS dont une première extrémité distale C21 est reliée de manière articulée au deuxième bras B2 du levier pivotant de sélection LS. A l’opposé, une deuxième extrémité proximale C12 du premier câble de traction C1 et une deuxième extrémité proximale C22 du deuxième câble traction C2 sont reliées au levier 12 de changement de rapports qui constitue l’élément d’entraînement simultané des deux câbles de traction C1 et C2 de telle manière que la rotation dans l’un ou l’autre sens du levier 12 autour d’un axe géométrique longitudinal passant par le centre C d’articulation provoque un déplacement linéaire simultané du premier câble de traction C1 dans un premier sens et du deuxième câble de traction C2 dans un deuxième sens opposé au premier sens. A cet effet, les deux deuxièmes extrémités proximales C12 et C22 des deux câbles de traction C1 et C2 sont fixées de manière articulée sur une monture 40 d’orientation transversale et qui est fixée sur le levier 12 de changement de rapports, ici au-dessus de la zone 30 dans laquelle la tige 23 du câble 22 de passage des rapports est reliée au levier 12. Tout au long de son parcours entre le levier 12 de changement de rapports et le levier pivotant de sélection LS chaque câble de traction C1, C2 est guidé avec deux câbles T1, T2. Les deux câbles T1 et T2 ont sur la partie du boitier, deux tubes de guidage T1’ et T2’ qui guident le câble de sélection à proximité du levier 12. Sur l’embase 26, les tubes T1 et T2 de guidage sont maintenus par des pinces élastiques, ou « clips » en matière plastique 38 et 38’. Le nombre total des pinces 38 et 38’ peut varier, en fonction du parcours ou trajet des câbles de traction C1 et C2 au-dessus de la plaque d’embase. Ces pinces 38 et 38’ assurent la fixation des tubes de guidage sur l’embase 26, mais ne permettent pas de mouvements relatifs longitudinaux entre les pinces élastiques 38 et 38’ et les gaines pour les câbles de sélection T1 et T2. Les pinces 38 fixent les câbles de sélection T1 et T2 sur la plaque 26, sans aucun mouvement relatif. Les pinces 38’ permettent seulement des rotations autour des axes des pinces, pour les tronçons T1’ et T2’, quand le levier 12 se déplace dans la direction transversale. En fonction du nombre de rapports de marche avant et arrière de la boîte de vitesses à commander, le dispositif de commande permet par exemple et le plus couramment de sélectionner trois ou quatre couloirs de sélection qui correspondent à trois ou quatre positions transversales du levier 12 et de son pommeau de manœuvre 14, en fonction du nombre de rapports (cinq ou six rapports de marche avant plus la marche arrière). Dans chacune des différentes positions de sélection, le dispositif de commande 10 permet des manœuvres de passage de rapports dans les deux sens sans effet de freinage ou de coincement, et sans risque d’interférence entre les mouvements de passage et de sélection de rapports de vitesses. A cet effet, et à titre non limitatif, la rotule 16 d’articulation porte un doigt radial 46 qui est monté coulissant dans une rainure complémentaire 48 de la coque complémentaire 20 qui s’étend dans un plan transversal et vertical médian. A proximité de chaque deuxième extrémité proximale C12 et C22, le tube de guidage associé comporte une extrémité libre TC1, TC2 conformée en tronc de cône évasé vers cette deuxième extrémité associée pour faciliter les débattements des câbles de traction C1 et C2. A proximité du levier pivotant de sélection LS, les deux tronçons d’extrémité des tubes de guidage T1 et T2 sont fixés dans une plaque structurelle fixe 44 (qui constitue un arrêt de gaine pour le câble de sélection, fixé sur la boîte de vitesses) et sont écartés l’un de l’autre pour positionner chaque tronçon d’extrémité d’un câble de traction C1, C2 en face de l’extrémité libre du bras radial associé B1, B2 du levier pivotant de sélection LS. Dans la position neutre de point mort illustrée à la figure 4, les deux câbles de traction C1 et C2 sont symétriques et le levier 12 s’étend selon une direction verticale. Dans cette position neutre et comme représenté aux figures 3 et 6, le levier pivotant de sélection LS est dans une position angulaire médiane correspondant à la sélection d’un couloir de sélection. Dans cette position, et comme cela est par exemple représenté à la figure 8, il est possible d’engager ou passer un rapport, par exemple en tirant le pommeau vers l’arrière qui se transforme en une poussée sur l’âme 23 du câble 22 de passage. Au cours de ce pivotement du levier 12 de changement de rapports, les câbles de traction C1 et C2 ne subissent aucun changement fonctionnel de leurs positions à l’intérieur des tubes de guidage T1 et T2. Les tronçons d’extrémité des deux câbles de traction C1 et C2 adjacents au levier 12 changent seulement d’orientation en coopérant avec les extrémités libres tronconiques TC1 et TC2 des tubes de guidage T1’ et T2’ respectivement. A partir de la position illustrée à la figure 4, en vue de sélectionner un autre couloir de sélection, il faut agir sur le pommeau 14 pour faire pivoter le levier dans le plan transversal et vertical, par exemple dans le sens horaire en considérant la figure 4, jusqu’à atteindre la position angulaire inclinée représentée à la figure 5. Ce pivotement s’effectue par rotation du levier 12 autour d’un axe géométrique longitudinal AA passant par le centre C de la rotule. Ce pivotement provoque une traction appliquée au deuxième câble C2 qui est transmise à sa première extrémité distale C21 qui est reliée au deuxième bras radial B2 du levier pivotant de sélection LS. La traction exercée sur le deuxième câble de traction C2 provoque ainsi un pivotement du levier pivotement de sélection LS dans le sens antihoraire en considérant la figure 6 et un pivotement associé de l’arbre de sélection AS autour de son axe A1. Au cours de ce pivotement, le premier bras B1 exerce à son tour un effort de traction sur la première extrémité proximale C11 du premier câble de traction C1. Ce déplacement du premier câble de traction C1 est transmis à sa deuxième extrémité distale C12 qui est « compensée » par le pivotement du levier de changement de rapport comme on peut le voir à la figure 5. Les câbles de traction C1 et C2 ne sont bien entendu pas extensibles et les mouvements des deux câbles de traction C1 et C2 se compensent de manière symétrique. Au cours des mouvements de pivotement du levier 12 de changement de rapports, chaque tronçon coudé d’un tube de guidage T1’, T2’ qui est adjacent à la coque complémentaire 20 pivote de manière complémentaire autour d’un axe inférieur longitudinal. Parmi les avantages de l’invention, on doit noter: - la simplicité de de conception et de montage des deux câbles de traction par rapport à un câble classique du type tiré-poussé ; - que la conception selon l’invention est plus légère que celle qui fait par exemple l’objet du document FR A 2.885848 ; - et que le nombre réduit des composants du dispositif 10 permet d’en réduire les coûts. L’invention n’est pas limitée au mode de réalisation qui vient d’être décrit. Par exemple, les deuxièmes extrémités proximales des câbles de traction peuvent être reliées à une monture liée en rotation directement une rotule guidée dans un boîtier et le levier de changement de rapports peut comporter un tronçon inférieur libre qui est relié au câble tiré-poussé de passage des rapports. Système (100) d’entrainement en pivotement dans les deux sens d’un arbre (AS) d’une boîte de vitesses de véhicule automobile comportant : - un levier pivotant (LS) du premier type qui est lié en rotation audit arbre (AS) ; - un premier organe allongé de traction (C1) du levier (LS) dont une première extrémité (C11) est reliée à un premier bras (B1) du levier (LS); - un deuxième organe allongé de traction (C2) du levier (LS) dont une première extrémité (C21) est reliée à un deuxième bras (B2) du levier (LS); - et un élément d’entraînement (12, 40) des deux organes allongés de traction (C1, C2) qui est monté tournant dans les deux sens autour d’un axe géométrique (AA), auquel sont reliées la deuxième extrémité (C12) du premier organe allongé de traction (C1) et la deuxième extrémité (C22) du deuxième organe allongé de traction, et dont la rotation dans l’un ou l’autre sens provoque un déplacement linéaire simultané du premier organe allongé de traction (C1) dans un premier sens et du deuxième organe allongé de traction (C2) dans un deuxième sens. Système (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un levier (12) de changement de rapports de la boîte de vitesses qui est monté tournant dans les deux sens autour dudit axe de géométrique (AA) et dont les déplacements angulaires dans l’un ou l’autre sens provoquent une rotation dans l’un ou l’autre sens de l’élément d’entraînement (12, 40). Système (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens (16, 20, 46, 48) de guidage des déplacements angulaires du levier (12) de changement de rapports dans un plan orthogonal audit axe géométrique (AA) de rotation. Système (100) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l’élément d’entraînement (12, 40) est un tronçon (30) du levier (12) de changement de rapports auquel sont reliées la deuxième extrémité (C12) du premier organe allongé de traction (C1) et la deuxième extrémité (C22) du deuxième organe allongé de traction. Système (100) selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième (C12) extrémité du premier organe allongé de traction (C1) et la deuxième extrémité (C22) du deuxième organe allongé de traction (C2) sont agencées symétriquement transversalement de part et d’autre dudit tronçon (30) du levier (12) de changement de rapports. Système (100) selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la rotule proximale d’articulation (16) est adjacente à l’embase (26), et en ce que les deuxièmes extrémités (C12, C22) des deux organes allongés de traction (C1, C2) sont reliées à un tronçon (30) du levier (12) de changement de rapports situé entre la rotule proximale d’articulation (16) et un pommeau (14) d’actionnement du levier (12) de changement de rapports. Système (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’embase (26) porte des éléments (T1’, T2’) de guidage des déplacements de tronçons de chacun des deux organes allongés de traction (C1, C2) le long de l’embase (26). Système (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque élément de guidage est un tube de guidage (T1’, T2’) dont une extrémité (TC1, TC2) proche de la deuxième extrémité (C12, C22) de l’organe allongé de traction associé (C1, C2) est conformée en tronc de cône évasé vers cette deuxième extrémité.