Brevet FR3106309A1 — publié le 20210723

L’invention propose un dispositif (10) qui comporte un levier (12) monté articulé autour d’une rotule (18) pour sélectionner transversalement (T) un couloir de changement de rapports et engager transversalement un rapport, et un parallélogramme horizontal (40, B1, B2, B3, B4) de transformation des mouvements transversaux de sélection qui est interposé entre une portion inférieure (16, 46) du levier (12) et une extrémité (28) d’un élément (26, 27, 25) de transmission des mouvements du levier (12) en direction de la boîte de vitesses. Figure pour l'abrégé : 2 DISPOSITIF MECANIQUE DE COMMANDE DES CHANGEMENTS DE RAPPORTS D'UNE BOITE DE VITESSES DE VEHICULE AUTOMOBILE Domaine technique de l’invention L'invention concerne un dispositif mécanique de commande des changements de rapports d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. Arrière-plan technique L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande d'une boîte de vitesses 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 autour d’un centre de pivotement, et qui agit sur deux organes de transmission des mouvements du levier en direction de la boîte de vitesses. Un tel dispositif est notamment utilisé pour commander une boîte de vitesses par exemple à l'aide de deux câbles gainés. Le dispositif a ainsi pour but 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, des 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 sensiblement horizontal, 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 gainé 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 est relié à une bielle latérale de transmission de mouvement qui entraine 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 gainé 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 par rapport auquel le levier de changement de rapports et l’organe de renvoi sont montés articulé et pivotant respectivement. Le boîtier porte aussi deux embouts de gaine de deux câbles gainés dans chacune desquelles est monté coulissante l’âme du câble de passage de rapport et l’âme du câble de sélection respectivement. L’invention propose un dispositif mécanique de commande des changements de rapports de vitesses d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, qui comporte : - un élément structurel fixe ; - un levier de changement de rapports qui est monté articulé par rapport à l’élément structurel fixe autour d’un centre d’articulation pour : * sous l’action d’un effort transversal de sélection appliqué à une extrémité supérieure du levier de changement de rapports, sélectionner un couloir de changement de rapport ; * et, sous l’action d’un effort longitudinal de passage appliqué à l’extrémité supérieure du levier de changement de rapports, engager un rapport ; - un mécanisme de transformation de mouvement qui est interposé entre une portion du levier de changement de rapports et une extrémité proximale d’un élément de transmission des mouvements transversaux de sélection du levier de changement de rapports en direction de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que le mécanisme de transformation de mouvement est un quadrilatère articulé dont deux sommets adjacents comprennent un premier sommet qui est relié à ladite portion du levier de changement de rapports et un second sommet qui est relié à ladite extrémité proximale dudit élément de transmission des mouvements transversaux de sélection du levier de changement de rapports. Selon d’autres caractéristiques de l’invention : - au point mort, le levier de changement de rapports s’étend selon une direction verticale et le quadrilatère articulé s’étend dans un plan horizontal ; - le quadrilatère articulé est un parallélogramme articulé ; - le premier des deux sommets adjacents est relié à l’extrémité inférieure du levier de changement de rapports ; - l’extrémité inférieure du levier de changement de rapports est munie d’un secteur angulaire d’entrainement qui s’étend dans le plan dans lequel s’étend le levier de changement de rapports, et le premier des deux sommets adjacents est relié à une chape en U dans laquelle le secteur angulaire d’entrainement est reçu en coulissement. 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 en perspective qui illustre un exemple de réalisation d’un dispositif mécanique de commande des changements de rapports d’une boîte de vitesses ; – la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 selon un autre angle de vue et sans le câble de passage de rapports ; – la figure 3 est une vue latérale de droite du dispositif représenté aux figures 1 et 2 ; – la figure 4 est une vue en perspective de la chape de raccordement d’un sommet du parallélogramme, de transformation des mouvements du levier de commande, à la partie inférieure du levier de commande ; – la figure 5 est une vue en perspective de la pièce de raccordement d’un autre sommet opposé du parallélogramme à un élément structurel fixe ; – et la figure 6 est une vue en perspective de l’un des quatre bras identiques du parallélogramme. 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 gauche vers la droite 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 aux figures 1 et 2 un dispositif 10 de commande des changements de rapports de vitesse selon l'invention qui est illustré sans aucun élément structurel environnant, et notamment par exemple sans aucun boîtier entourant et logeant les principaux composants du dispositif. En effet, par exemple et à titre non limitatif, le dispositif de commande 10 peut comporter un boîtier analogue à celui qui est décrit et représenté dans le document F2.885.848. Le dispositif de commande de 10 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 (Non représentée), 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'un secteur angulaire 16. Entre le pommeau 14 de secteur angulaire 16, le corps du levier 12 en forme de tige est muni d'une rotule 18 d'articulation qui est conçue pour être reçue dans une coque complémentaire, non représentée, appartenant par exemple à un élément structurel fixe tel qu’un boîtier du dispositif de commande 10, et qui permet la rotation dans toutes les directions de la rotule 18 afin que le levier 12 soit monté articulé par rapport à l'élément structurel fixe autour d'un 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. Ainsi, les déplacements du levier 12, et donc du pommeau de commande 14, sont limités à des mouvements qui 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. 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 câble 26 de sélection de rapports. L'invention n'est pas limitée à un dispositif mécanique de commande agissant sur la boîte de vitesse par l'intermédiaire de câbles de transmission, ces derniers pouvant par exemple être remplacés par tous éléments équivalents tels que par exemple des tringles et barres de transmission. Chaque câble de transmission 22, 26 est ici un câble du type tirer- pousser comportant une âme 21, 25 qui est montée coulissante dans une gaine 23, 27 dont l'extrémité proximale 29, 31 proche du dispositif de commande 10 est fixée sur un élément structurel fixe du véhicule. Au voisinage du dispositif de commande 10, les câbles 22 et 26 de transmission sont orientés globalement horizontalement et longitudinalement. L'extrémité proximale 24 de l'âme 21 du câble 22 de passage de rapports est reliée de manière articulée au levier 12 en un point 30 qui est situé verticalement entre la rotule 18 et le secteur angulaire 16. Ainsi, les déplacements longitudinaux du pommeau 14 vers l'avant provoquent un déplacement de l'âme 21 vers l'arrière à l'intérieur de la gaine 23 en poussant sur l’âme 21, et inversement. Les déplacements transversaux du pommeau 14 vers la gauche vers la droite ne provoquent aucun déplacement suffisant de l'âme 21 à l'intérieur de la gaine 23 pouvant avoir un impact sur la commande du passage des rapports à l'intérieur de la boîte de vitesses. Pour agir sur l’âme 25 du câble 26 de sélection de rapports, un mécanisme 40 de transformation des efforts transversaux appliqués au pommeau 14 est interposé entre le levier 12 et l’extrémité proximale 28 de l’âme 25 du câble de sélection 26. Le mécanisme 40 est une structure déformable qui s'étend globalement dans un plan horizontal orthogonal au plan vertical et longitudinal dans lequel se déplace le levier 12 lors des opérations de passage de rapports. Lorsque le conducteur agit sur le pommeau 14, transversalement vers la gauche vers la droite, il provoque une déformation du mécanisme 40 qui transforme les déplacements transversaux associés vers la droite vers la gauche du tronçon d'extrémité inférieure du levier 12 en des déplacements longitudinaux et globalement horizontaux vers l'arrière ou vers l'avant de l'extrémité proximale 28 de l'âme 25 du câble de passage 26. Le mécanisme 40 est ici un parallélogramme à quatre bras consécutifs B1, B2, B3 et B4 qui sont reliés entre eux de manière que chaque bras est articulé à chacune de ses deux extrémités opposées sur une extrémité associée d'un bras adjacent. Les quatre articulations relatives des quatre bras B1, B2, B3 et B4 du parallélogramme se font autour d'axes globalement verticaux d'articulation. Le parallélogramme 40 comporte deux bras avant B1, B2 consécutifs et deux bras arrière B3, B4 consécutifs. Comme on peut le voir à la figure 6, chaque bras Bi comporte une extrémité 42-i en forme de chape et une extrémité opposée 44-i en forme de patte qui peut être reçue de manière articulée dans l’extrémité en forme de chape d’un bras adjacent ou consécutif. Comme on peut le voir aux figures 1 et 2, les extrémités adjacentes 44-1 du bras B1 et 42-4 du bras B4 sont articulées l’une par rapport à l’autre autour d’un axe vertical A0 et sont de plus articulées sur une pièce 46 autour du même axe A0. Transversalement à l’opposé – vers la gauche en considérant la figure 2 - les extrémités adjacentes 44-3 du bras B3 et 42-2 du bras B2 sont articulées l’une par rapport à l’autre autour d’un axe vertical B0 et sont de plus articulées sur une pièce 48 autour du même axe B0. La pièce d’articulation 48 est fixée à un élément structurel fixe non représenté. A cet effet, elle comporte une aile verticale et longitudinale 50 de fixation et une aile horizontale et transversale 52 d’articulation. La pièce 48 constitue un point transversal fixe d’articulation d’un des sommets du parallélogramme 40. Ainsi, le conducteur fait varier la distance séparant les sommets transversalement opposés et non adjacents B1-B4 et B2-B3 du parallélogramme articulé 40. Ceci provoque simultanément une variation de la distance longitudinale séparant les deux sommets intermédiaires opposés B1-B2 et B3-B4. Plus précisément, lorsque le conducteur déplace le pommeau 14 transversalement vers la gauche, il provoque une réduction de la distance séparant les sommets B1-B2 et B3-B4 et ainsi un déplacement du sommet intermédiaire B1-B2 longitudinalement vers l’arrière. Inversement, lorsque le conducteur déplace le pommeau 14 transversalement vers la droite, il provoque une réduction de la distance séparant les sommets B1-B2 et B3-B4 et il provoque en conséquence un déplacement du sommet intermédiaire B1-B2 longitudinalement vers l’avant. A titre non limitatif, l’extrémité proximale 28 de l’âme 25 du câble de sélection 26 est ici fixée de manière articulée sur l’axe d’articulation des extrémités articulées 42-1 et 44-2 des bras consécutifs B1 et B2, c’est-à-dire que l’âme 25 du câble 26 de sélection est poussée longitudinalement vers l’arrière lorsque le conducteur déplace le pommeau 14 transversalement vers la gauche. Inversement, l’âme 25 du câble 26 de sélection est tirée longitudinalement vers l’avant lorsque le conducteur déplace le pommeau 14 transversalement vers la droite. 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 couloirs de sélection qui correspondent à trois positions transversales du levier 12 et de son pommeau de manœuvre 14. Dans chacune des différentes positions de sélection, le dispositif de commande 10 doit ensuite permettre des manœuvres de passage de rapports dans les deux sens sans effet de freinage ou de coincement. A cet effet, le secteur angulaire inférieur 16 se présente sous la forme d’une plaque 32 en forme de secteur angulaire dont le bord inférieur est un bourrelet cylindrique 34 en forme d’un secteur de tore. Le secteur angulaire inférieur 16 s’étend dans un plan globalement vertical et longitudinal. Comme on peut le voir à la figure 4, la pièce 46 comporte une aile horizontale et transversale inférieure 36 d’articulation du sommet B1-B4 du parallélogramme 40. La pièce 46 comporte aussi deux ailes verticales et longitudinales supérieures 37 qui constituent une chape 38 à section en U ouverte verticalement vers le haut. Le bourrelet 34 du secteur angulaire inférieur 16 est reçu en coulissement entre les faces internes opposées en vis-à-vis des ailes 37 et sa conformation cylindrique convexe permet de s’adapter aux différentes positions de sélection du levier 12. Dispositif mécanique (10) de commande des changements de rapports de vitesse d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, qui comporte : - un élément structurel fixe ; - un levier (12) de changement de rapports qui est monté articulé par rapport à l’élément structurel fixe autour d’un centre (C) d’articulation pour : * sous l’action d’un effort transversal de sélection appliqué à une extrémité supérieure (14) du levier (12) de changement de rapports, sélectionner un couloir de changement de rapport ; * et, sous l’action d’un effort longitudinal de passage appliqué à l’extrémité supérieure (14) du levier (12) de changement de rapports, engager un rapport ; - un mécanisme (40) de transformation de mouvement qui est interposé entre une portion (16, 46) du levier (12) de changement de rapports et une extrémité proximale (28) d’un élément (26, 27, 25) de transmission des mouvements transversaux de sélection du levier (12) de changement de rapports en direction de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que le mécanisme (40) de transformation de mouvement est un quadrilatère articulé (B1, B2, B3, B4) dont deux sommets adjacents comprennent un premier sommet (B1-B4) qui est relié à ladite portion (16, 46) du levier (12) de changement de rapports et un second sommet (B1-B2) qui est relié à ladite extrémité proximale (28) dudit élément (26, 27, 25) de transmission des mouvements transversaux de sélection du levier (12) de changement de rapports. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au point mort, le levier (12) de changement de rapports s’étend selon une direction verticale et le quadrilatère articulé (B1, B2, B3, B4) s’étend dans un plan horizontal. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le quadrilatère articulé est un parallélogramme articulé (B1, B2, B3, B4). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier (B1-B4) des deux sommets adjacents est relié à l’extrémité inférieure (16) du levier (12) de changement de rapports. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite extrémité inférieure du levier (12) de changement de rapports est munie d’un secteur angulaire (16) d’entrainement qui s’étend dans le plan dans lequel s’étend le levier (12) de changement de rapports, et en ce que ledit premier (B1-B4) des deux sommets adjacents est relié à une chape en U (38) dans laquelle le secteur angulaire d’entrainement (16) est reçu en coulissement. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet (B2-B3) du quadrilatère déformable (40) opposé audit premier sommet (B1-B4) constitue un point transversal fixe d’articulation du quadrilatère déformable (40).