EP1129311A1

EP1129311A1 - Agencement pour l'entrainement d'un axe de commande d'une boite de vitesses

Info

Publication number: EP1129311A1
Application number: EP99950855A
Authority: EP
Inventors: Jean-Marc Prenel; Johan Rouyer; Kamel Moussi
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-09-05
Also published as: FR2785960A1; WO2000029766A1; JP2002530599A; FR2785960B1

Abstract

L'invention propose un agencement (10) pour l'entraînement en traslation et rotation d'un axe vertical (12) de commande d'une boîte de vitesses (11) d'un véhicule automobile, comportant un premier vérin axial dont la tige (34) est coaxiale à l'axe (12), et un second vérin axial (16) dont la tige (66) orthogonale à l'axe (12) agit sur un bras (22) d'orientation radiale d'un organe (18) intermédiaire d'entraînement dont un corps (20) est solidaire de l'extrémité libre supérieure de l'axe (12), du type comportant des moyens d'accouplement des tiges (34, 68) des premier et second vérins (14, 16) avec l'axe (12) et avec le bras (22) radial de l'organe intermédiaire d'entraînement (18), caractérisé en ce que les moyens d'accouplement comportent des moyens élastiques de verrouillage axial automatique de la tige (34) du premier vérin dans le corps (20) de l'organe d'entraînement (18), et un logement de la tige du second vérin (16) qui est destiné à recevoir l'extrémité (59) conforme du bras (22) de l'organe intermédiaire d'entraînement (18).

Description

"Agencement pour l'entraînement d'un axe de commande d'une boîte de vitesses"

L'invention concerne un agencement pour l'entraînement en translation et en rotation d'un axe vertical de commande d'un mécanisme.

L'invention concerne plus particulièrement un agencement pour l'entraînement en translation et en rotation d'un axe vertical de commande d'un mécanisme, notamment d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, comportant un premier vérin axial dont la tige est coaxiale à l'axe de commande, et un second vérin axial dont la tige est orthogonale à l'axe de commande et agit sur un bras transversal d'orientation radiale d'un organe intermédiaire d'entraînement dont un corps est solidaire en translation et en rotation de l'extrémité libre supérieure de l'axe de commande, du type comportant des moyens d'accouplement des tiges des premier et second vérins avec, respectivement, l'axe de commande et avec le bras transversal radial de l'organe intermédiaire d'entraînement. On connaît de nombreux exemples d'agencement permettant de réaliser un entraînement en translation et en rotation d'un axe vertical de commande d'un mécanisme.

Un premier exemple d'entraînement par vérins consiste à disposer d'un axe de commande solidaire d'un support, un premier vérin étant susceptible par exemple de déplacer le support en translation, et un second vérin solidaire d u support étant susceptible d'agir sur un bras transversal radial solidaire de l'axe de commande pour l'entraîner en translation.

Dans le cas particulier d'un axe de commande d'un mécanisme d'une boîte de vitesses, pour lequel les contraintes d'encombrement ne permettent pas de disposer d'un support mobile, et dans lequel l'axe de commande coulisse librement dans un alésage du carter de la boîte de vitesses, l'axe de commande doit nécessairement être actionné directement par les deux vérins.

Conventionnellement, des moyens d'accouplement des vérins à l'axe de commande comportent une tige d'un premier vérin qui est liée à un organe intermédiaire d'entraînement de l'axe de commande, par exemple par l'intermédiaire d'une extrémité filetée du vérin reçue dans un taraudage conforme de l'organe intermédiaire d'entraînement de l'axe de commande, pour l'entraîner en translation, et une tige d'un second vérin qui est liée à un bras radial transversal de l'organe intermédiaire d'entraînement de l'axe de commande, par exemple par l'intermédiaire d'une rotule, pour l'entraîner en rotation . Cette disposition présente l'inconvénient d'être particulièrement longue à assembler, ce qui est préjudiciable en matière de coûts de fabrication, notamment dans le cas où la boîte de vitesses est issue d'une fabrication en g rande série.

Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un agencement pour l'entraînement en translation et en rotation d'un axe vertical de commande d'un mécanisme du type décrit précédemment, dont les moyens d'accouplement comportent des moyens élastiques de verrouillage axial automatique de la tige du premier vérin dans le corps de l'organe d'entraînement, et un logement de la tige du second vérin, qui est destiné à recevoir l'extrémité du bras de l'organe intermédiaire d'entraînement.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention :

- les moyens élastiques de verrouillage axial de la tige du premier vérin dans le corps de l'organe intermédiaire d'entraînement comportent un alésage axial du corps de l'organe d'entraînement qui reçoit un tronçon de l'extrémité libre inférieure de la tige cylindrique complémentaire du premier vérin, et comportent un dispositif d'indexation transversale permettant de verrouiller axialement ce tronçon dans l'alésage axial du corps de l'organe intermédiaire d'entraînement ;

- le dispositif d'indexation transversale comporte deux lumières opposées qui débouchent dans l'alésage du corps de l'organe intermédiaire d'entraînement et qui guident en translation radiale deux mâchoires qui sont sollicitées élastiquement en serrage vers l'axe du corps de l'organe intermédiaire d'entraînement et qui coopèrent avec la surface périphérique du tronçon de la tige du premier vérin ;

- l'extrémité intérieure de chaque mâchoire comporte une touche en forme de portion de cylindre convexe d'orientation verticale, qui est reçue radialement dans une encoche horizontale conformée en méplat en vis à vis qui est formé tangentiellement dans la surface périphérique du tronçon d'extrémité inférieure de la tige du premier vérin ;

- l'extrémité libre du tronçon d'extrémité inférieure de la tige du premier vérin comporte un chanfrein pour écarter les mâchoires à rencontre des moyens élastiques de serrage lors de l'introduction axiale du tronçon d'extrémité inférieure de la tige du premier vérin dans l'alésage du corps de l'organe d'entraînement ; - chaque mâchoire comporte sur son extrémité extérieure une rainure horizontale qui est destinée à recevoir un anneau élastique commun qui sollicite simultanément les deux mâchoires en serrage radial du tronçon d'extrémité inférieure de la tige du premier vérin ; - le logement de la tige du second vérin comporte deux flancs verticaux d'orientation transversale entre lesquels sont reçues deux parois cylindriques opposées d'axe vertical, de diamètre égal à l'écartement des flancs, agencées à l'extrémité libre du bras transversal de l'organe d'entraînement ;

- le logement de la tige du second vérin est débouchant au moins à son extrémité supérieure pour recevoir en introduction verticale l'extrémité libre du bras transversal de l'organe d'entraînement ;

- les deux vérins appartiennent à un module commun d'entraînement qui, lors de son montage, est amenés verticalement de haut en bas en regard de l'organe intermédiaire d'entraînement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une boîte de vitesses comportant un agencement d'accouplement pour un axe de commande selon l'invention ;

- la figure 2 est une vue de détail en perspective éclatée des principaux composants des moyens d'accouple- ment avec l'axe de commande de la boîte de vitesses selon la figure 1 ;

- les figure 3 à 5 sont des vues en coupe partielle illustrant différentes étapes de l'introduction axiale de la tige du premier vérin entre les mâchoires de l'organe intermédiaire d'entraînement ; et

- Les figures 6 et 7 sont des vues, en section partielle de l'organe intermédiaire d'entraînement de l'agencement représenté suivant une position de montage et une position de démontage. Dans la description q ui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Les termes "vertical", "horizontal", "supérieur", "inférieur", etc. sont utilisés à titre non limitatif pour faciliter la compréhension de la description et des revendications.

On a représenté sur la figure 1 une boîte de vitesses 1 1 comportant un agencement 10 d'accouplement de son axe de commande 12 réalisé conformément à l'invention.

De manière connue, la boîte de vitesses 1 1 est une boîte de vitesses dite à commande robotisée dont l'axe de commande 12 est susceptible de coulisser verticalement suivant un axe géométrique A et de tourner autour de cet axe A. L'axe de commande 12 est susceptible d'être actionné par au moins un premier vérin à coulissement vertical 14 et au moins un second vérin à coulissement horizontal 16. Le premier vérin à coulissement vertical 14 est susceptible d'être actionné verticalement dans les deux sens pour réaliser la sélection d'un rapport de démultiplication de la boîte de vitesses 1 1 , et le second vérin à coulissement horizontal 16 est susceptible d'être actionné horizontalement dans les deux sens suivant un axe de coulissement B pour réaliser le passage ou engagement d'un rapport de démultiplication de la boîte de vitesses 1 1 .

De manière connue, l'axe de commande 12 de la boîte de vitesses 1 1 fait saillie verticalement à l'extérieur d'un carter 17 de la boîte de vitesses et il est lié rigidement au corps 20 d'un organe intermédiaire d'entraînement 18. Le corps 20 comporte un alésage traversant 24 d'axe A, qui reçoit l'axe de commande 12 dans sa partie inférieure. L'organe intermédiaire d'entraînement 1 8 est lié en translation et en rotation à l'axe de commande 12 et il comporte aussi un bras transversal 22, qui s'étend radialement à partir du corps 20.

Conformément à l'invention, le premier vérin 14 à coulissement vertical et le second vérin 16 à coulissement horizontal sont tous deux portés par un module commun 26 d'entraînement qui est susceptible d'être monté verticalement de haut en bas et fixé sur le dessus du carter 17 de la boîte de vitesses 1 1 . Les premier vérin 14 et second vérin 16 sont agencés dans le module d'entraînement 26 de sorte que le premier vérin 14 à coulissement vertical est reçu dans l'alésage 24 de l'organe intermédiaire d'entraînement 18 et de sorte que le deuxième vérin 16 à coulissement horizontal coopère avec le bras radial transversal 22 de l'organe intermédiaire d'entraînement 18.

Comme on peut le voir plus précisément sur la figure 2, l'organe intermédiaire d'entraînement 18 est lié rigidement à l'axe 12 de commande de la boîte de vitesses 1 1 par l'intermédiaire de l'alésage coaxial 24 d'axe A du corps 20 de l'organe intermédiaire d'entraînement 1 8.

En effet, l'alésage 24 coaxial est du diamètre de l'axe 12 de commande et le corps 20 comporte par exemple un perçage transversal radial 28 qui est agencé en regard d'un perçage radial 30 pratiqué dans l'axe de commande 12. Au montage, le corps 20 de l'organe d'entraînement 1 8 est enfilé verticalement du haut vers le bas sur l'axe 12 de commande de la boîte de vitesses 1 1 , et une fois les perçages radiaux 28 et 30 convenablement alignés, le corps 20 de l'organe d'entraînement 18 et l'axe de commande 12 sont liés l'un à l'autre par une vis 32 qui traverse le perçage 28 pour être visée dans un taraudage du perçage 30 réalisant ainsi de plus l'indexation angulaire de l'organe d'entraînement 1 8 par rapport à l'axe 12.

Ce mode de réalisation n'est pas restrictif de l'invention, et, en variante, la vis 32 peut être remplacée par une goupille élastique (non représentée). Conformément à l'invention , l'organe intermédiaire d'entraînement 18 est susceptible de recevoir une tige 34 de même diamètre que l'alésage 24 et qui appartient au tronçon d'extrémité inférieure de la tige du premier vérin 14 à coulissement vertical. Au montage, la tige 34 est introduite verticalement du haut vers le bas dans la partie supérieure de l'alésage 24.

Conformément à l'invention, le corps 20 de l'organe intermédiaire d'entraînement 1 8 comporte un dispositif d'indexation transversale 36 qui permet d'immobiliser axiaiement la tige 34 par rapport au corps 20.

Le dispositif d'indexation transversale 36 comporte deux lumières opposées 38 qui débouchent radialement vers l'intérieur dans l'alésage 24 du corps 20 et qui sont susceptible de recevoir en coulissement radial deux mâchoires opposées 40 et 42 qui permettent l'immobilisation de la tige 34 du premier vérin 14. A cet effet, les mâchoires 40 et 42 comportent à leurs extrémités intérieures des touches 44 et 46 qui sont conformées en forme de portion de cylindre convexe d'axe vertical, et qui sont destinées à coopérer radialement avec des encoches associées 48 et 49 conformées en méplat tangentiellement à la surface périphérique 50 de l'extrémité inférieure 34 de la tige^' du vérin 14. Sur la figure 2, on distingue notamment l'encoche horizontale 48. L'extrémité radiale intérieure de chaque mâchoire est ainsi retenue verticalement entre les flancs horizontaux et opposés d'une encoche correspondante.

Avantageusement, les deux mâchoires 40 et 42 sont rappelées élastiquement radialement en serrage vers l'axe A de l'alésage 24 par un anneau élastique commun 52 qui coopère avec les mâchoires 40 et 42. A cet effet, l'anneau élastique 52 est reçu dans des gorges horizontales 54 et 56 formées dans les extrémités radiales extérieures des mâchoires 40 et 42 pour les serrer radialement vers l'intérieur sur la tige 34 du premier vérin 14. De la sorte, comme l'illustre la figure 6, lorsque l'agencement 1 0 est en position de montage, les touches 44 et 46 des mâchoires 40 et 42 sont rappelées radialement en serrage vers l'axe A par l'anneau élastique 52 au contact des fonds en méplats des encoches 48 et 49 de la tige 34 du premier vérin 14.

Ainsi, le corps 20 de l'organe intermédiaire 1 8 est lié en translation à la tige 34, qui est par conséquent susceptible d'entraîner, en coulissement vertical dans les deux sens, l'axe de commande 12 de la boîte de vitesses 1 1 .

Conformément à l'invention , l'organe intermédiaire d'entraînement 18 comporte le bras transversal radial 22 dont l'extrémité radiale libre 59 comporte deux parois opposées 58 et 60, chacune en forme de portion de cylindre, qui sont reçues au montage, comme illustré à la figure 6 , entre deux flancs opposés 62 et 64 d'un logement 66 formé dans la tige 68 du deuxième vérin 16 à coulissement horizontal. L'écartement des flancs 62 et 64 est sensiblement égal à l'écartement des parois 58 et 60 en forme de portion de cylindre de sorte que, lors du coulissement horizontal de la tige 68 du deuxième vérin 16 suivant l'axe B, le bras 22 de l'organe intermédiaire d'entraînement 18 soit entraîné et provoque la rotation de l'organe intermédiaire d'entraînement 18 autour de l'axe A.

Comme illustré à la figure 6, la coopération des parois 58 et 60 en forme de portion de cylindre avec les flancs 62 et 64 du logement 66 garantit un entraînement en rotation dans les deux sens de l'organe intermédiaire d'entraînement 18 pour effectuer le passage ou engagement d'un rapport de démultiplication de la boite de vitesses 1 1 , par le simple coulissement d'axe B de la tige 68 du second vérin 16.

Avantageusement, comme on peut le voir à la figure 1 , le logement 66 de la tige 68 du deuxième vérin 16 est débouchant au moins à son extrémité inférieure pour permettre à permettre un montage rapide du deuxième vérin 16 sur l'organe intermédiaire d'entraînement 18 lors de la descente du module commun 26 en vue de sa fixation sur le carter 17.

En effet, lors du montage, le module commun 26, qui porte les premier et second vérin 14 et 16 , est avantageusement descendu du haut vers le bas en regard de l'organe intermédiaire d'entraînement 18, la tige 34 du premier vérin 14 étant reçue dans la partie supérieure de l'alésage 24 de l'organe intermédiaire d'entraînement 18 , tandis que le logement 66 de la tige 68 d u deuxième vérin 16 reçoit l'extrémité libre 59 du bras transversal radial 22 de l'organe intermédiaire d'entraînement 18.

Les étapes du montage de la tige 34 du premier vérin 14 et le fonctionnement du dispositif d'indexation transversale 36 à mâchoires sont représentés en référence aux figures 3 à 5.

Ainsi, comme on peut le voir sur la fig ure 3 , la tige 34 du premier vérin 14, comportant à son extrémité libre inférieure un chanfrein 70, est amenée du haut vers le bas au contact des mâchoires 40 et 42 de l'organe intermédiaire 1 8. Puis, comme l'illustre la figure 4, le chanfrein 70 de la tige 34 coopère avec les mâchoires 40 et 42 pour les écarter radialement vers l'extérieur dans le sens des flèches de façon à permettre l'introduction de la tige 34 entre les mâchoires 40 et 42. Enfin , comme l'illustre la figure 5, les mâchoires 40 et 42 étant rappelées radialement vers l'intérieur par l'anneau élastique 52, elles viennent s'enclencher dans les encoches 48 et 49 de la tige verticale 34 du premier vérin 14.

Comme on peut le voir à la figure 6, l'agencement selon l'invention est particulièrement avantageux, car le dispositif d'indexation transversale réalise à la fois l'arrêt en translation et l'arrêt en rotation de la tige 34 du vérin 14 par rapport à l'organe intermédiaire 1 8. Tant que l'organe d'entraînement 18 est soumis à un couple modéré de rotation par rapport à la tige 34, le dispositif d'indexation transversale 36 reste serré sur la tige 34.

De plus, cet agencement 10 est aussi avantageux lorsqu'il est souhaitable de le démonter.

En effet, la tige 34 peut, en vue du démontage, être tournée sensiblement d'un quart de tour sous un couple important de façon à provoquer l'écartement des mâchoires 40 et 42 par les encoches 48 et 49. Ainsi, lorsqu'un couple important est appliqué à la tige 34, la périphérie extérieure de la tige 34 repousse les mâchoires vers l'extérieur, et les encoches 48 et 49 ne sont plus en regard des touches 44 et 46 des mâchoires 40 et 42. Comme cela est illustré à la figure 7, la tige 34 du premier vérin 14 a été tournée d'un quart de tour, et sa périphérie extérieure est au contact de la touche 44 de la mâchoire 40 de sorte q u'elle repousse la mâchoire 40 vers l'extérieur à encontre de l'effort de rappel élastique appliqué par l'anneau élastique 52, ce qui permet de libérer la tige 34 du premier vérin 14 du dispositif de verrouillage transversal 36.

Ainsi, lorsque l'on désire démonter le module commun 26 du carter 17 de la boîte de vitesses, il suffit dans un premier temps de le désolidariser du carter 17 de la boîte de vitesses 1 1 , de le soulever légèrement du bas vers le haut afin de dégager l'extrémité 59 du bras transversal radial 22 hors du logement 66 du second vérin 16 , puis de le faire pivoter autour de l'axe du premier vérin 14 de façon à ce que la périphérie extérieure de la tige 34 de celui-ci repousse les mâchoires 40 et 42 vers l'extérieur et permette la libération du module commun 26 de la boîte de vitesses 10.

Cet agencement permet de réaliser des gains de temps importants lors de l'assemblage d'une telle boite de vitesses 1 1 , et donc d'en abaisser sensiblement les coûts de fabrication .

Claims

REVEN DICATIONS

1 . Agencement ( 10) pour l'entraînement en translation et en rotation d'un axe vertical (12) de commande d'un mécanisme, notamment d'une boîte de vitesses (1 1 ) d'un véhicule automobile, comportant un premier vérin axial (14) dont la tige (34) est coaxiale à l'axe (12) de commande, et un second vérin axial (16) dont la tige (66) est orthogonale à l'axe (12) de commande et agit sur un bras (22) transversal d'orientation radiale d'un organe (1 8) intermédiaire d'entraînement dont un corps (20) est solidaire en translation et en rotation de l'extrémité libre supérieure de l'axe de commande (12), du type comportant des moyens d'accouplement des tiges (34, 68) des premier et second vérins (14, 16) avec l'axe (12) de commande et avec, respectivement, le bras transversal (22) radial de l'organe intermédiaire d'entraînement (18), caractérisé en ce que les moyens d'accouplement comportent des moyens élastiques de verrouillage axial automatique de la tige (34) du premier vérin ( 14) dans le corps (20) de l'organe d'entraînement (18), et un logement (66) de la tige (68) du second vérin (16) qui est destiné à recevoir l'extrémité (59) du bras (22) de l'organe intermédiaire d'entraînement (18).

2. Agencement (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens élastiques de verrouillage axial de la tige (34) du premier vérin (14) dans le corps (20) de l'organe intermédiaire d'entraînement (1 8) comportent un alésage (24) axial du corps (20) de l'organe d'entraînement (1 8) qui reçoit un tronçon de l'extrémité libre inférieure de la tige (34) cylindrique complémentaire du premier vérin (14), et comportent un dispositif d'indexation transversale (36) permettant de verrouiller axialement ce tronçon dans l'alésage axial (24) du corps (20) de l'organe intermédiaire d'entraînement ( 18).

3. Agencement ( 10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'indexation transversale (36) comporte deux lumières (38) opposées qui débouchent dans l'alésage (24) du corps (20) de l'organe intermédiaire d'entraînement (18) et qui guident en translation radiale mâchoires (40, 42) qui sont sollicitées élastiquement en serrage vers l'axe (A) du corps (20) de l'organe intermédiaire d'entraînement (18) et qui coopèrent avec la surface périphérique du tronçon de la tige (34) du premier vérin (14).

4. Agencement (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce q ue l'extrémité intérieure de chaque mâchoire (40, 42) comporte une touche (44, 46) en forme de portion de cylindre convexe d'orientation verticale, qui est reçue radialement dans une encoche (48, 49) horizontale conformée en méplat en vis à vis qui est formé tangentiellement dans la surface périphérique d u tronçon d'extrémité inférieure de la tige (34) du premier vérin ( 14).

5. Agencement ( 1 0) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'extrémité libre du tronçon d'extrémité inférieure de la tige (34) du premier vérin comporte un chanfrein (70) pour écarter les mâchoires (40 , 42) à encontre des moyens élastiques de serrage lors de l'introduction axiale du tronçon d'extrémité inférieure de la tige (34) du premier vérin (14) dans l'alésage (24) du corps (20) de l'organe d'entraînement ( 1 8).

6. Agencement ( 10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque mâchoire (40 , 42) comporte sur son extrémité extérieure une rainure horizontale (54, 56) qui est destinée à recevoir un anneau élastique commun (52) qui sollicite simultanément les deux mâchoires (40, 42) en serrage radial du tronçon d'extrémité inférieure de la tige (34) d u premier vérin (14).

7. Agencement (10) selon l'une q uelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le logement (66) de la tige (68) du second vérin ( 16) comporte deux flancs verticaux (62, 64) d'orientation transversale entre lesquels sont reçues deux parois cylindriques (58, 60) opposées d'axe vertical , de diamètre égal à l'écartement des flancs (62, 64), agencées à l'extrémité libre (59) du bras transversal (22) de l'organe d'entraînement (1 8).

8. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le logement (66) de la tige (68) du second vérin ( 16) est débouchant au moins à son extrémité supérieure pour recevoir en introduction verticale l'extrémité libre (59) du bras transversal (22) de l'organe d'entraînement (1 8).

9. Agencement (10) selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 5 , caractérisé en ce que les deux vérins (14, 16) appartiennent à un module commun (26) d'entraînement qui, lors de son montage, est amené verticalement de haut en bas en regard de l'organe intermédiaire d'entraînement ( 18).