Brevet FR3100593A1 — publié le 20210312

Dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprenant deux axes parallèles (1, 2) d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses, et un bonhomme d’interverrouillage (6) coulissant orthogonalement entre les deux axes (1, 2) dans un support (7) fixé sur un carter de la boîte de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse, caractérisé en ce que le bonhomme (6) est poussé en direction de l’axe à verrouiller par un moteur électrique (11) de manière à être plaqué dans un cran de verrouillage (1a, 1b) de cet axe avant l’activation de l’actionneur de passage de la vitesse engagée. Figure pour l’abrégé : figue 6 DISPOSITIF DE COMMANDE INTERNE DE VITESSES AVEC INTERVERROUILLAGE DE PASSAGE ELECTRIQUE La présente invention se rapporte à la commande interne des boîtes de vitesses, et à l’interverrouillage des axes de commande de fourchette d’une boîte de vitesses. Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprenant deux axes parallèles d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses, et un bonhomme d’interverrouillage coulissant orthogonalement entre les deux axes à l’intérieur d’un support fixé sur un carter de la boîte de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse. Dans la plupart des boîtes de vitesses, les passages de vitesses sont effectués au moyen de fourchettes de commande, solidaires d’axes de fourchettes. Selon une disposition habituelle, illustrée par la publication FR 3 026 808, les axes de fourchette sont sélectionnés par un module de sélection partagé. Ce module est muni d’un système d’interverrouillage, grâce auquel deux axes de fourchette ne peuvent pas être actionnés simultanément. Le système d’interverrouillage assure le verrouillage en position des axes de fourchette qui ne sont pas sollicités lorsque l’un d’entre eux est déplacé. Grâce à ce système, deux vitesses ne peuvent pas être engagés simultanément. Pour améliorer le pilotage des axes de fourchette, on peut aussi prévoir que chaque axe de fourchette possède son propre actionneur. L’indépendance des actionneurs nécessite alors la présence dans la boîte, d’un système d’interverrouillage entre les axes de fourchettes, pour empêcher l’engagement simultané de deux vitesses. Selon une disposition connue, l’interverrouillage des axes de fourchette est assuré par des tiges ou barrettes transversales, appelées « bonhommes », déplaçables transversalement entre deux axes de fourchette, sous la poussée de ces derniers. Le bonhomme fait face par chacune de ses extrémités à un axe de fourchette. Lors du déplacement d’un premier axe de fourchette à partir du point mort, le « bonhomme » est repoussé par ce premier axe contre un deuxième axe de fourchette. Son extrémité s’engage dans un enfoncement périphérique de ce dernier, de manière à l’immobiliser axialement. Symétriquement, le déplacement du deuxième axe à partir du point mort, assure l’immobilisation du premier. Ce type d’interverrouillage donne satisfaction avec des synchroniseurs classiques, notamment lorsque la course de début de crabotage est supérieure à 5mm. Si la course de crabotage est plus courte, par exemple inférieure à 2,4 mm, on risque de ne pas verrouiller complètement le premier axe fourchette, avant le début du crabotage d’une vitesse par le deuxième axe de fourchette. Sur la figure 1, illustrant un système connu, on a représenté deux axes fourchette 1 et 2, entrainés en déplacement axial par les doigts 3 et 4 pilotés par deux actionneurs (non représentés). Les axes 1 et 2 coulissent dans des bagues 5, qui sont logées dans des paliers 10 faisant partie des carters (non représentés) de la boîte de vitesses. Sur le schéma, seuls deux paliers 10 du carter, situés à côté du mécanisme d’interverrouillage, apparaissent. Les bagues correspondantes, logées à l’intérieur des paliers, ne sont pas visibles. A l’autre extrémité des axes de fourchette 1, 2, on a représenté les bagues 5, sans les paliers. Le mécanisme d’interverrouillage est composé d’une tige, ou « bonhomme » 6, transversal aux axes de fourchette, qui coulisse à l’intérieur du support 7, positionné et vissé dans le carter par des bagues 9 et des vis 8, apparaissant sur la figure 2. Pour compléter ce mécanisme, des crans d’interverrouillage 1a et 2a, visibles sur les figures 2 et 3, sont réalisés dans les axes de fourchettes 1 et 2, face aux extrémités du bonhomme. Les figures 4 et 5, expliquent le fonctionnement du mécanisme d’interverrouillage. Lorsqu’un des axes de fourchette (ici l’axe 2), entrainé par le doigt 4, se déplace vers la droite, son cran 2a repousse vers le haut l’extrémité 6a du bonhomme 6. Son extrémité opposée 6b vient se loger dans le cran 1a de l’autre axe, de manière à le verrouiller. Le verrouillage est opéré correctement, si le bonhomme 6 est complètement sorti du cran de verrouillage, avant le début du crabotage. Malheureusement, les dispersions de fabrication et de montage des différents composants (en particulier axes, crans, et bonhomme), et l’imprécision des courses de crabotage, ne permettent pas de garantir le bon fonctionnement d’un tel mécanisme de verrouillage en toutes circonstances. Si les deux axes de fourchette coulissent au même moment, pour passer chacun un rapport différent, les extrémités des crabots peuvent être endommagées. Le risque principal est le blocage de la boîte de vitesses, en coinçant le bonhomme. Les autres risques encourus sont la détérioration générale des passages de vitesse, le refus de certains passages, ou le risque de sauts de vitesse. La présente invention vise à bénéficier d’une fonction d’interverrouillage fiable en toutes circonstances, pour éviter ces risques. Dans ce but, elle propose que le bonhomme d’interverrouillage soit poussé en direction de l’axe à verrouiller par un moteur électrique, de manière à être plaqué dans un cran de verrouillage de cet axe avant l’activation de l’actionneur de passage de la vitesse engagée. De préférence, le bonhomme d’interverrouillage est poussé par une came, entraînée en rotation par le moteur. Dans un mode de réalisation particulier, la came agit sur les flancs d’une rainure centrale du bonhomme d’interverrouillage. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés. illustre un premier dispositif de commande. également. également. explique le fonctionnement de son mécanisme d’interverrouillage. également. se rapporte au dispositif de commande proposé. également. également. détaille son mécanisme d’interverrouillage. également. est une section du mécanisme d’anti-verrouillage en fonctionnement. illustre son fonctionnement. également. également. montre les moyens d’anti-rotation du bonhomme. également. Dans le dispositif de commande de la figure 6, les axes de fourchette 1 et 2 conservent des crans de verrouillage 1a et 2a ordinaires. Le bonhomme d’interverrouillage 6 conserve aussi sa forme géométrique habituelle à ses deux extrémités 6a et 6b. Le dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprend deux axes parallèles 1, 2 d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses. Le bonhomme d’interverrouillage 6 coulisse orthogonalement entre les deux axes de fourchette 1, 2 dans le support 7 fixé sur un carter de la boîte, de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné, lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse. Par rapport au aux figures précédentes, le diamètre du bonhomme est fortement augmenté pour recevoir une rainure centrale d’actionnement 6c (visible sur la figure 15). Deux autres rainures 6d sont prévues pour accueillir un ressort de rappel (visibles sur la figure 7). Une dernière rainure 6e (visible sur la figure 15), est formée pour assurer le positionnement angulaire du bonhomme 6. Le support d’interverrouillage 7 est modifié pour accueillir le bonhomme 6 et un pion 18 (voir figures 15, 16) serré dans le support 7, qui coopère avec la rainure 6e du bonhomme pour assurer son orientation et empêcher sa rotation. Le nouveau support 7 comporte en plus une poutre 7a, orthogonale à la partie dans laquelle coulisse le bonhomme 6. Un axe de maintien 13, autour duquel est enroulé un ressort de rappel 15 vient se loger dans la poutre 7a (figures 7 et 8). Le ressort 15 présente deux brins 15a, 15b passant de part et d’autre d’une excroissance 7b du support 7, engagés dans des rainures 6d du bonhomme d’interverrouillage 6. Les bagues 9 et les vis 8 de fixation de la figure 2, ont été repositionnées en partie basse afin de libérer un espace pour le mécanisme de fonctionnement du bonhomme 6. Un anneau d’arrêt 14 empêche le ressort 15 de se dégager de l’axe 13. Le dispositif comporte également un moteur d’actionnement 11, notamment du type moteur couple, avec son joint d’étanchéité 11a sur le carter 10 (voir figure 11). Deux vis de fixation 12 avec leurs bagues 12a, vissées dans le carter 10, assurent la fixation et le positionnement du moteur dans le carter 10. Enfin, une came d’actionnement 16 entrainée par l’arbre 17 du moteur couple 11, assure le déplacement du bonhomme 6. Le fonctionnement du dispositif, illustré notamment par les figures 12, 13, 14, est le suivant. Le moteur 11 est alimenté en courant lors de la sélection d’une ligne de vitesses, donc avant l’actionneur de passage de vitesse (non représenté). Selon son sens de rotation, il assure le verrouillage de l’un ou l’autre des deux axes de fourchette 1, 2, en repoussant le bonhomme par l’intermédiaire de la came 16, dans le cran de verrouillage 1a, 2a. L’arbre 17 du moteur 11, tourne d’une valeur angulaire β toujours dans un même sens pour verrouiller l’axe 2, lorsque l’axe 1 est sélectionné pour engager une vitesse. Il tourne en sens inverse pour immobiliser l’axe 1, lorsque l’axe 2 est sélectionné. Le bonhomme 6 est poussé par la came 16, entraînée en rotation par le moteur 11, en direction de l’axe à verrouiller de manière à être plaqué dans son cran de verrouillage, avant l’activation de l’actionneur de passage sélectionné. La came 16, agit sur les flancs de la rainure centrale 6c du bonhomme 6, pour le déplacer transversalement aux axes de fourchettes. En quittant sa position centrale, le bonhomme 6 écarte un des bras 15a ou 15b du ressort de rappel 15. Son extrémité 6a ou 6b vient se loger dans le fond du cran de verrouillage 1a ou 2a. Le moteur 11 est alimenté en courant jusqu’à la fin du passage de vitesses pour maintenir le bonhomme 6 dans son cran de verrouillage 1a ou 1b, pendant toute l’opération de passage de la vitesse. Une fois la vitesse engagée, l’alimentation du moteur peut être coupée. La came reprend sa position initiale, en ramenant le bonhomme 6 en direction de l’axe de la vitesse engagée, après la coupure du courant. Le bonhomme d’interverrouillage 6 est mis en appui par une extrémité contre une génératrice de l’axe de la vitesse engagée, sans que son autre extrémité se dégage complètement du cran de l’axe qui est verrouillé. Enfin, lors du dégagement de la vitesse, c’est le brin du ressort 15a ou 15b du ressort de rappel, qui ramène le bonhomme dans sa position initiale. En conclusion, il faut souligner que le dispositif de commande proposé élimine tout risque d’endommagement des crabots, et de blocage de la boîte de vitesses. En variante, le support ainsi que le bonhomme peuvent avoir des géométries différentes que celles qui sont décrites ci-dessus, par exemple : - en ajoutant des pattes sur le bonhomme à la place des rainures, - en assurant la fonction anti-rotation grâce à un méplat ou une découpe en carré dans le bonhomme, - en assurant l’indexage du ressort par une pièce rapportée (pion, etc.). Les extrémités du bonhomme, ainsi que le profil des crans de verrouillage des axes de fourchettes, peuvent aussi évoluer. En particulier, les crans peuvent être adaptés au fonctionnement du dispositif, en étant élargis pour bien assurer le phasage entre l’actionneur et le moteur couple. Dispositif de commande interne de boîte de vitesses comprenant deux axes parallèles (1, 2) d’actionnement de fourchettes déplacés individuellement par des actionneurs de passage de vitesses, et un bonhomme d’interverrouillage (6) coulissant orthogonalement entre les deux axes (1, 2) dans un support (7) fixé sur un carter de la boîte de manière à verrouiller en position l’axe non sélectionné lorsque l’axe sélectionné est déplacé pour engager une vitesse, caractérisé en ce que le bonhomme (6) est poussé en direction de l’axe à verrouiller par un moteur électrique (11) de manière à être plaqué dans un cran de verrouillage (1a, 1b) de cet axe avant l’activation de l’actionneur de passage de la vitesse engagée. Dispositif de commande interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bonhomme d’interverrouillage (6) est poussé par une came (16) entraînée en rotation par le moteur. Dispositif de commande interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moteur (11) est alimenté en courant jusqu’à la fin du passage de vitesses pour maintenir le bonhomme (6) dans le cran de verrouillage (1a, 1b) pendant toute l’opération de passage. Dispositif de commande interne selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lors de la coupure du courant, le bonhomme d’interverrouillage (6) est mis en appui par une extrémité contre une génératrice de l’axe de la vitesse engagée, sans que son autre extrémité se dégage complètement du cran de l’axe qui est verrouillé. Dispositif de commande interne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un ressort de rappel (15) ramenant le bonhomme d’interverrouillage (6) en direction de l’axe de la vitesse engagée, après la coupure du courant. Dispositif de commande interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support (7) comprend une poutre (7a) orthogonale à la partie dans laquelle coulisse le bonhomme (6), dans laquelle vient se loger un axe de maintien (13) autour duquel est enroulé le ressort de rappel (15). Dispositif de commande interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (15) présente deux brins (15a, 15b) passant de part et d’autre d’une excroissance (7b) du support (7). Dispositif de commande interne selon la revendication 7, caractérisé en ce que les brins (15a, 15b) du ressort sont engagées dans des rainures (6d) du bonhomme d’interverrouillage (6). Dispositif de commande interne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (7) porte un pion (18), coopérant avec une rainure (6e) du bonhomme (6), pour empêcher sa rotation. Dispositif de commande interne selon l’une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la came (16) agit sur les flancs d’une rainure centrale (6c) du bonhomme d’interverrouillage (6).