FR3075913A1 - Agencement pour la commande interne de selection d'une boite de vitesses - Google Patents

Abstract

L'invention propose un agencement qui comporte un organe de commande de sélection (10, 22) qui est monté rotatif, entre une première et une deuxième positions angulaires de sélection, un actionneur commandé (28) qui applique un effort d'actionnement à l'organe de commande (10, 22) pour provoquer sa rotation entre ses deux positions angulaires de sélection ; et un moyen de rappel en rotation de l'organe de commande (10) vers sa première position angulaire, caractérisé en ce que l'actionneur commandé (28) est un actionneur commandé à double effet dont l'organe de sortie (29) est relié à l'organe de commande (10, 22). L'actionneur (28) commandé à double effet est un par exemple un vérin électrique ou électromagnétique à double effet.

Description

"Agencement pour la commande interne de sélection d’une boîte de vitesses"

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un agencement pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses. L’invention concerne plus particulièrement un agencement comportant un actionneur commandé qui peut appliquer un effort de commande pour provoquer une sélection entre au moins une première et une deuxième lignes de rapports.

ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION

Dans ce type d'agencement ou de dispositif de commande, il est prévu un organe de commande de sélection qui est monté rotatif, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième position angulaire de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement. L'organe de commande, ou un composant lié à celui-ci, est monté coulissant axialement dans les deux sens, lorsque l'organe de commande occupe l'une ou l'autre des première ou deuxième positions angulaires de sélection pour, par exemple sous l'action d'un actionneur commandé, provoquer le passage de l'un ou l'autre des rapports associés à la ligne de sélection préalablement sélectionnée.

Selon une conception connue qui est illustrée notamment dans le document FR-A1-3.044.063, il est aussi prévu un moyen de rappel élastique de l'organe de commande vers sa première position angulaire de sélection et un actionneur commandé qui est par exemple un vérin électromagnétique ou électrique à simple effet qui peut appliquer un effort de commande à l'arbre de commande pour provoquer sa rotation depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position, à l'encontre de l'effort de rappel exercé par le moyen de rappel élastique.

Dans une telle conception, qui sera explicitée plus en détail par la suite en référence aux figures 1 à 4, lorsque la deuxième ligne de sélection a été sélectionnée par commande de l’actionneur, à l'encontre de l'effort élastique de rappel, et que l'effort appliqué par l’actionneur a été relâché, il existe des frottements entre des éléments liés à l'organe de commande et des organes fixes par rapport à celui-ci sous la charge appliquée par l'effort élastique de rappel - qui sont susceptibles de provoquer des phénomènes de blocage axiaux, voire d'empêcher le retour vers la position neutre avec sélection à nouveau de la première ligne de rapports. L’effort d’actionnement exercé par le vérin ou solénoïde est de valeur peu élevée et il est alors impossible à la clef d’interverrouillage de « rentrer >> les crabots.

Le dimensionnement du solénoïde avec son faible effort d’actionnement induit aussi un dimensionnement du ressort de rappel dont la valeur de l’effort de rappel qu’il exerce est peu élevée. L'invention a pour but de proposer un nouvel agencement permettant comportant une nouvelle conception des moyens d’actionnement et de rappel visant à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.

BREF RESUME DE L'INVENTION

Dans ce but, l'invention propose un agencement pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses qui comporte : - un organe de commande de sélection qui est monté rotatif, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième positions angulaires de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement ; - un actionneur commandé qui peut appliquer un effort d'actionnement à l'organe de commande pour provoquer sa rotation dans un premier sens, depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position ; et - un moyen de rappel en rotation, dans l’autre sens, de l'organe de commande vers sa première position angulaire de sélection ; caractérisé en ce que l’actionneur commandé est un actionneur commandé à double effet dont l’organe de sortie est relié à l’organe de commande pour : - dans un premier sens d’actionnement, provoquer sa rotation depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position ; et - dans l’autre sens d’actionnement, rappeler l'organe de commande vers sa première position angulaire de sélection.

Ainsi, grâce à l’invention, il n’est plus nécessaire de faire appel à des moyens de rappel élastique et il est possible de dimensionner l’actionneur commandé à double effet, tel qu’un vérin électrique ou électromagnétique à double effet, en fonction des paramètres permettant d’aboutir à un fonctionnement fiable sans blocages de l’agencement.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l’actionneur commandé à double effet est un actionneur électrique ou électromagnétique à double effet ; - l’actionneur commandé à double effet est un actionneur linéaire dont l’organe de sortie est une tige de sortie, et l’organe de commande comporte une patte radiale d'actionnement à laquelle est reliée la tige de sortie de l’actionneur commandé à double effet, la patte radiale d’actionnement comporte un doigt axial d’actionnement, et la tige de sortie est munie d’une fourchette d’actionnement dans laquelle est reçu le doigt axial d’actionnement ; - la tige de sortie de l’actionneur commandé à double effet est immobilisée en rotation par rapport au corps de l’actionneur commandé à double effet ; - la tige de sortie est mobile axialement selon une direction orthogonale à l’axe de rotation de l’organe de commande ; - l’agencement comporte des moyens de positionnement angulaire déterminé de l’organe de commande par rapport à une portion de carter d’une boîte de vitesses ou d’un carter d’embrayage associé. - l’organe de commande est monté coulissant axialement, dans les deux sens, lorsque l'organe de commande occupe l'une ou l'autre desdites première ou deuxième positions angulaires de sélection.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 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 d'un agencement de commande de sélection selon un exemple de l'état de la technique dans laquelle l’organe de commande est dans sa première position de sélection ; - la figure 2 est une vue de l'agencement de la figure 1 selon un angle de vue ; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1 sur laquelle l’agencement de la figure 1 après que l’organe de commande ait pivoté angulairement vers sa deuxième position angulaire de sélection ; - la figure 4 est une vue de l'agencement de la figure 3 selon l’angle de vue de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue en perspective analogue à celle de la figure 1 qui illustre un exemple de réalisation d’un agencement de commande de sélection selon l’invention ; - la figure 6 est une vue en perspective de l’agencement illustré à la figure 5, selon un autre angle de vue ; - la figure 7 est vue de détail en perspective éclatée illustrant l’assemblage de la fourchette d’actionnement à l’extrémité libre de la tige de sortie de l’actionneur à double effet ; - la figure 8 est une vue en perspective éclatée des composants de la monture de fixation du corps de l’actionneur à double effet ; - les figures 9A et 9B sont deux vues axiales en bout de l’agencement illustré aux figures 5 et 6 sur lesquels il est représenté dans sa première et dans sa deuxième positions angulaires de sélection ; - les figures 10A et 10B sont des vues de détail à plus grande échelle qui illustrent deux positions successives du montage indexé du corps de l’actionneur à double effet ; - les figures 10B et 11 B sont des vues en coupe selon le plan PC des figures 1 OA et 10B.

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES

Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. A la figure 1, on a représenté un agencement interne de commande appartenant à une boîte de vitesses mécanique qui, de manière connue, comporte essentiellement un organe 10 de commande qui est monté mobile axialement dans les deux sens le long d'un axe géométrique longitudinal A (Orienté axialement d’arrière en avant), et qui est aussi monté rotatif, ou pivotant, dans les deux sens autour de ce même axe A.

La première position angulaire, dite première position de sélection, et illustrée notamment aux figures 1 et 2, est déterminée par une patte 14 d'orientation radiale appartenant à l'organe de commande 10 qui coopère avec des éléments fixes de butée angulaire appartenant par exemple au carter de la boîte.

Selon cette conception de l’état de la technique, l'organe de commande 10 est rappelé élastiquement vers sa première position par un moyen élastique de rappel 16 qui est ici réalisé sous la forme d'un ressort à fil dont la branche 18 est entraînée par un doigt 15 de la patte 14 lorsque l'organe de commande 10 est entraîné en rotation dans le sens S indiqué aux figures 1 et 2.

Pour son entraînement en rotation dans le sens S, à l'encontre de l'effort de rappel qui lui est ici appliqué par le ressort 16, l'organe de commande 10 comporte une patte radiale d'actionnement 22 qui comporte une plaque d'actionnement 24 qui s'étend dans un plan parallèle à l'axe A.

Pour agir sur la face 26, il est prévu un actionneur commandé 28 qui est par exemple un vérin électromagnétique à solénoïde à simple effet dont la tige de sortie 30, ou tige d'actionnement, est montée coulissante selon un axe géométrique B qui est globalement orthogonal au plan de la surface d'actionnement 26 et qui s'étend dans un plan radial orthogonal à l'axe A.

Lorsque l'actionneur 28 est commandé et alimenté en courant, la tige d'actionnement 29 se déplace selon l'axe B pour pousser sur la plaque d'actionnement 24 et provoquer la rotation, 10 dans le sens S, de l'organe de commande vers sa deuxième position angulaire de sélection illustrée notamment aux figures 3 et 4, à l’encontre de l’effort élastique de rappel exercé par le ressort 1 6.

Lorsque l'on interrompt la commande et l'alimentation de l'alimentation électrique de l’actionneur 28, la tige d'actionnement 29 n'exerce plus d'effort et l'organe de commande 10 est rappelé élastiquement sous charge, par le ressort de rappel 16, vers sa première position angulaire.

Pour permettre le passage de différents rapports, dans l'une ou l'autre des deux lignes de sélection préalablement sélectionnée, il est prévu deux bras radiaux de passage 32-1 et 32-2 qui tournent dans les deux sens et se déplacent axialement avec l'organe de commande 10.

Dans la première position de sélection, c'est le premier bras radial de passage 32-1 qui est reçu dans un crabot 34-1 relié, de manière connue, à une première ligne de pignons de la boîte de vitesses.

Dans cette première position angulaire de sélection, le deuxième bras de passage 32-2 est dégagé hors d'un deuxième crabot associé 34-2 lui-même relié, de manière connue, à une deuxième ligne de pignons de la boîte.

Comme on peut le voir aux figures 3 et 4 lorsque, sous l'action de l’actionneur 28, l'organe de commande 10 a pivoté angulairement depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position angulaire de sélection, le premier bras de passage 32-1 est dégagé circonférentiellement hors du premier crabot 34-1 tandis que, à son tour, le deuxième bras de passage 32-2 est engagé dans le deuxième crabot 34-2.

Enfin, l'agencement comporte un composant 11 appelé clef d'inter-verrouillage qui est monté tournant avec l'organe de commande 10 et qui comporte deux blocs 36-1 et 36-2 de verrouillage dont chacun coopère alternativement avec son crabot 34-1, 34-2 associé pour le bloquer lorsque la ligne de sélection correspondante n'est pas sélectionnée.

En partant de la deuxième position angulaire de sélection illustrée aux figures 3 et 4, il est possible de déplacer axialement l'organe de commande 10 dans les deux sens de manière à provoquer des actions de passage, ou engagement, de rapports. Dès qu'un engagement a été provoqué dans l'un ou l'autre sens axial, on peut relâcher l'effort de sélection appliqué par l’actionneur 28 sur l'organe 10. Il en résulte que le premier bras de passage 32-1 est alors en appui circonférentiel contre des portions de surface en vis-à-vis du premier crabot 34-1, et ceci sous charge du ressort de rappel 16.

Les déplacements axiaux de l'organe de commande 10 sont ainsi freinés, voire bloqués, par ces efforts de frottement générés entre les surfaces en contact du premier crabot 34-1 avec la portion en vis-à-vis de la face 33-1 du premier bras de passage 32-1.

On décrira maintenant la conception selon l’invention illustrée aux figures 5 et suivantes et selon laquelle l’actionneur 28 est un actionneur à double effet qui assure aussi la fonction de rappel de l’organe de commande vers sa première position angulaire de sélection. L’actionneur 28 est par exemple un vérin électrique ou un vérin électromagnétique linéaire à double effet dont la tige de sortie, ici à déplacement axial selon l’axe ou direction B d’actionnement est apte à être commandée en déplacement et en entrainement dans les deux sens B1 et B2 (indiqués aux figures 9A et 9B).

Sans sortir du cadre de l’invention, et selon une variante non représentée, on peut aussi faire appel à un actionneur rotatif commandé à double effet apte à coopérer, directement ou indirectement, avec l’organe de commande 10 pour l’entraîner angulairement dans les deux sens entre ses deux positions angulaires de sélection.

La tige de sortie 29 est immobilisé en rotation autour de son axe B, par exemple du fait de section carrée, et donc par rapport et donc par rapport au corps 27 de l’actionneur 28. L’extrémité libre de la tige de sortie 29 n’agit pas directement sur a patte radiale 22 de l’organe de commande 10, mais elle est munie d’une fourchette d’actionnement 38.

La fourchette d’actionnement 38 se prolonge par une patte 40 de fixation qui comporte un trou oblong 42 qui est fixé sur un téton complémentaire fileté 44 formé à l’extrémité libre de la tige 29, au moyen d’un écrou 46 et d’une rondelle 48.

La fourchette d’actionnement 38 est ainsi immobilisée en rotation par rapport à la tige de sortie 29 et donc par rapport au corps 27 de l’actionneur 28.

Ainsi, la fourchette d’actionnement 38 en « U >> à deux branches parallèles 39 s’étend dans un plan parallèle à l’axe B de la tige 29 de l’actionneur 28 qui est aussi un plan orthogonal à l’axe A de rotation dans les deux sens de l’organe de commande 10.

Au voisinage de son extrémité libre, la patte radiale d’actionnement 22 porte un doigt d’actionnement 50 qui est un doigt cylindrique dont l’orientation axiale est parallèle à l’axe A de rotation dans les deux sens de l’organe de commande 10.

Le diamètre externe du doigt d’actionnement 50 est tel qu’il est reçu quasiment sans jeu entre les faces internes parallèles et opposées 37 des branches 39 de la fourchette d’entraînement.

En position montée et assemblée des différents composants de l’agencement, et comme on peut le voir par exemple aux figures 5, 6, 9A et 9B.

Pour son montage et sa fixation sur une portion 100 appartenant à un élément fixe de carter de la boîte de vitesses ou d’un embrayage associé, le corps 27 de l’actionneur 28 est muni d’une platine radiale 52 qui s’étend dans un plan orthogonal à l’axe B.

Outre la platine 52, la monture du corps 27 comporte ici trois vis de fixation 54 et un joint d’étanchéité 56. A titre complémentaire, mais non obligatoire et afin d’assurer en fonctionnement une position angulaire précise des bras radiaux de passage 32-1 et 32-2 en face des crabot 34-1, 34-2 associés, la clef d’interverrouillage 11 comporte ici un logement 60 qui est ouvert axialement vers l’avant et radialement, et qui est délimité angulairement par deux surfaces internes opposées de butée 62-1 et 62-2.

Pour coopérer alternativement avec l’une ou l’autre de ces deux surfaces de butée 62-1 et 62-2, une autre portion 102 appartenant à un élément fixe de carter de la boîte de vitesses ou d’un embrayage associé porte un pion d’indexation angulaire 54 qui est un doigt cylindrique d’orientation axiale parallèle à Taxe A de l’organe de commande 10 et de la clef d’interverrouillage 11.

Ainsi, par exemple lors d’une face d’apprentissage, le vérin d’actionnement 28 peut effectuer des séries d’actionnement dans les deux sens B1 et B2 afin d’enregistrer les positions angulaires des lignes de sélection (Voir figures 1 OA à 11 B).

La coopération du pion d’indexation angulaire 54 avec les surfaces de butée 62-1 et 62-2 détermine les deux potions linéaires maximales opposées de la tige de sortie 29 de l’actionneur 28 agissant sur la patte radiale d’actionnement 22 de l’organe de commande 10.

Le changement de ligne de sélection au moyen de l’actionneur commandé 28 à double effet s’effectue de la manière suivante.

En partant de la position illustrée à la figure 9A - qui correspond à la première position angulaire de sélection -l’actionneur commandé 28 à double effet provoque le déplacement de sa tige de sortie 29 dans le sens B1 pour provoquer une rotation dans le sens antihoraire de l’organe de commande 10 autour de son axe A, en considérant la figure 9A.

En fin de cette course « aller >> et en butée, l’organe de commande 10 est dans sa deuxième position angulaire de sélection illustrée à la figure 9B.

Pour ramener ou rappeler l’organe de commande 10 vers sa première position angulaire de sélection, en partant de la position illustrée à la figure 9B, l’actionneur commandé 28 à double effet provoque le déplacement de sa tige de sortie 29 dans le sens B2 pour provoquer une rotation dans le sens horaire de l’organe de commande 10 autour de son axe A, en considérant la figure 9B.

En fin de cette course « retour >> et en butée, l’organe de commande 10 est dans sa première position angulaire de sélection illustrée à la figure 9A. L’invention trouve notamment à s’appliquer pour la commande des changements de rapports dans une boîte de vitesses à commande dite robotisée.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS

   1. Agencement pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses qui comporte : - un organe de commande de sélection (10, 22) qui est monté rotatif, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième positions angulaires de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement ; - un actionneur commandé (28) qui peut appliquer un effort d'actionnement à l'organe de commande (10, 22) pour provoquer sa rotation dans un premier sens (S), depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position angulaire de sélection ; et - un moyen de rappel en rotation, dans l’autre sens, de l'organe de commande (10) vers sa première position angulaire de sélection ; caractérisé en ce que l’actionneur commandé (28) est un actionneur commandé à double effet dont l’organe de sortie (29) est relié à l’organe de commande (10, 22) pour : - dans un premier sens (B1) d’actionnement, provoquer sa rotation (S) depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position ; et - dans l’autre sens (B2) d’actionnement, rappeler l'organe de commande (10) vers sa première position angulaire de sélection.
2. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’actionneur (28) commandé à double effet est un actionneur électrique ou électromagnétique à double effet.
3. 3. Agencement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - l’actionneur commandé (28) à double effet est un actionneur linéaire dont l’organe de sortie est une tige de sortie (29) ; et - l’organe de commande (10) comporte une patte radiale d'actionnement (22) à laquelle est reliée la tige de sortie (29) de l’actionneur commandé (28) à double effet.
4. 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que : - la patte radiale d’actionnement (22) comporte un doigt axial (50) d’actionnement ; et - la tige de sortie (29) est munie d’une fourchette (38) d’actionnement dans laquelle est reçu le doigt axial (50) d’actionnement.
5. 5. Agencement selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la tige de sortie (29) de l’actionneur commandé (28) à double effet est immobilisée en rotation par rapport au corps (27) de l’actionneur commandé (28) à double effet.
6. 6. Agencement selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la tige de sortie (29) est mobile axialement selon une direction (B) orthogonale à l’axe (A) de rotation de l’organe de commande (10, 22).
7. 7. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de positionnement angulaire déterminé de l’organe de commande (10) par rapport à une portion de carter (102) d’une boîte de vitesses ou d’un carter d’embrayage associé.
8. 8. Agencement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de commande (10, 22) est monté coulissant axialement, dans les deux sens, lorsque l'organe de commande (10, 22) occupe l'une ou l'autre desdites première ou deuxième positions angulaires de sélection.