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" Dispositif de commande d'une boite de vitesses pour véhicules sur railsà moteur à combustion interne ".
On sait que la conduite parfaite d'un véhicule sur rails à moteur à combustion interne pourvu d'une boite de vitesses à engrenages exige de la part du conducteur une dextérité que cer- tains conducteurs ne parviennent pas à acquérir, même après un long temps d'apprentissage.
La présente invention est relative à un dispositif ayant comme effet de rendre entièrement automatiques les changements du rapport de vitesses réalisés dans la boite de vitesses à engrenages d'un véhicule du genre susdit.
Suivant l'invention, le dit dispositif est influencé unique- ment par la vitesse du véhicule.
Ce dispositif diffère donc d'autres dispositifs de commande automatique de boites de vitesses pour véhicules routiers, qui sont influencée non seulement par la vitesse du moteur ou du véhicule mais également par la charge du moteur.
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Le contrôle automatique du fonctionnement convenable de la transmission entre le moteur et les essieux du véhicule est réalisé dans le dispositif suivant l'invention par le fait que ce dispositif comporte un appareil dénoncé "prédéterminateur" comprenant un mécanisme tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse d'avancement du véhicule et réglé de fa:
on à provo- quer pour des vitesses choisies du véhicule le déplacement d'un organe à chaque position stable duquel correspond une particulari- té du fonctionnement de la transmission entre le moteur et les essieux du véhicule, les vitesses du véhicule choisies pour provo- quer une modification dans la transmission étant, dans le cas où la vitesse augnente, supérieures à celles pour lesquelles il se produit une modification en sens inverse dans la trans mission, dans le cas où la vitesse diminue.
Grâce à cette particularité du dispositif suivant l'invention, le prédéterminateur détermine le rapport de démultiplication de la boite de vitesses qui convient et ce en tenant compte du fait que la vitesse du véhicule est en train d'augmenter ou de diminuer.
Dans le but d'éviter qu'une modification du rapport de démul- tiplication soit interrompue si, pendant que cette modification est effectuée, l'accélération du véhicule change de sens par rapport à celle qui a provoqué la dite modification, on prévoit, en outre, que dans chacune de ses positions l'organe susdit soit soumis à des forces antagonistes dont l'une au moins varie de façon à remplir l'équilibre dès que le dit organe a commencé à se déplacer- à partir de la position considérée.
Dans la plupart des cas les injonctions du prédéterminateur ne sont pas transmissibles directement à la boîte de vitesses ou au combinateur fondamental. Dans ce cas, le dispositif suivant l'invention comporte également entre le prédéterminateur et la boite de vitesses un appareil,dénommé combinateur secondaire" ayant came effet de transformer les injonctions du prédéterminateur en injonctions capables d'influencer la boite de vitesses.
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Etant donné, d'une part, qu'en pratique le prédéterminateur et le combinateur secondaire sontgénéralement assez éloignés et, d'autre part, que les efforts à mettre en jeu pour actionner le combinateur secondaire peuvent être relativement importants, on peut avoir intérêt à interposer entre le prédéterminateur et le combinateur secondaire un appareil dénommé "combinateur primaire", capable de transformer les injonctions du prédétermi- nateur en injonctions facilement transmissibles à grande distance au combinateur secondaire.
Pour réaliser une conduite parfaite, aussi douce qu'une bonne conduite manuelle, il est également nécessaire d'adapter la vitesse de rotation du moteur à chaque nouveau rapport de démultiplication à établir, en d'autres termes, il est nécessaire de sunchroniser le moteur avec ledit nouveau rapport de démul- tiplication.
Dans ce but, le prédéterminateur agit sur la boite de vi- tesses et sur un combinateur de contrôle du moteur, cette der- nière action étant telle qu'elle abaisse ou augmente pendant un certain temps la vitesse du moteur suivant que le nouveaurapport de démultiplication à établir est moins ou plus élevé que celui utilisé au moment où on va effectuer le changement du rapport de démultiplication. De préférence, le prédéterminateur assure la synchronisation susdite par l'intermédiaire du combinateur secondaire.
Le dispositif suivant l'invention permettant d'effectuer la synchronisation susdite est avantageusement complété par un moyen de réglage du temps pendant lequel on agit sur la vitesse du moteur, afin de pouvoir parfaire ladite synchronisation.
Enfin, étant donné que dans certains types de boites de vitesses, le débrayage des engrenages relatifs à un rapport de démultiplication quelconque est beaucoup plus rapide que la mise au ralenti du moteur à combustion interne, il peut être avantageux de retarder le moment où a lieu ce débrayage par rapport
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à celui où on commence à faire ralentir le moteur.
Dans ce but, un dispositif dénommé dispositif de temporisa- tion, ayant comme effet de retarder le début de l'action du prédéterminateur sur la boite de vitesses est intercalé entre ces deux appareilsen un endroit tel qu' il n'agit pas en même temps sur le combinateur de contrôle du mo teur. Ce dispositif de temporisation est intercalé de préférence entre le combinateur secondaire et la boite de vitesses.
D'autres particularités et détails de l'invention appa- raîtront au cours de la description des dessins annexés au pré- sent mémoire et qui représentent schématiquement)et à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention ainsi que différentes variantes d'appareils intervenant dans sa réalisation.
Figure 1 est un schéma d'un dispositif suivant l'inven- tion.
Figure 2 est un diagramme destiné à faire comprendre certaines Particularités du fonctionnement de ce dispositif.
Figure 3 est une coupe transversale a travers un mécanisme destiné à entraîner à des vitesses proportionnelles à la vitesse d'avancement du véhicule un certain nombre de prédéterminateurs individuels à action centrifuge.
Figure 4 est une coupe axiale à travers un de ces prédé- terminateurs individuels.
Figure 5 est une coupe axiale à travers une autre forme de réalisation d'un prédéterminateur mécanique suivant l'inven- tion.
Figure 6 est une coupe à travers un prédéterminateur hy- draulique.
Figure 7 représente schématiquement un prédéterminateur électrique.
Figure 8 représente schématiquement un combinateur primaire électrique.
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Figure 9 est une coupe à travers une autre forme de réali- sation d'un combinateur primaire électrique.
Figure 10 représente schématiquement les différents con- tacts qui peuvent être établis par un combinateur du genre de celui représenté à la figure 9.
Figure 11 est une coupe axiale à travers un combinateur secondaire.
Figure 12 est, à plus grande échelle)une coupe dans une partie du ocmbinateur secondaire de la figure 11, cette nouvelle coupe étant faite dans un plan perpendiculaire à celui de la coupe représentée à la figure 11.
Figure 13 est une coupe axiale à travers un dispositif de temporisation agissant sur la boite de vitesses.
Figure 14 est une coupe suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de ré- férence désignent des éléments identiques.
Le dispositif représenté à la figure 1 comporte un appareil 7, dénommé "prédéterminateur", qui prédétermine, pour une vitesse déterminée du véhicule, le rapport de démultiplication de la bOite de vitesses qui doit être utilisé.
Le prédétermina/leur comprend un mécanisme tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse du véhicule. Cette proportion- nalité est réalisée par une liaison 6 qui relie le prédétermina- teur à une partie de la boite de vitesses 2,,la dite partie tournante à une vitesse proportionnelle à celle du véhicule. En principe, la liaison 6 pourrait également aboutir aux essieux 4 du véhicule qui,dans le cas représenté, sont reliés à la boite de vitesses 2 par l'intermédiaire d'arbres 5 et d'un inverseur 3.
Le rapport de démultiplication prédéterminé par le prédé- terminateur 7 influence par une liaison 8 un appareil 9 dénommé "combinateur primaire". La liaison 8 peut être directe si le pré- déterminâtes 7 est suffisamment puissant ou suffisaient proche
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du combinateur primaire 9, pour pouvoir l'actionner directement.
S'il n'en est pas ainsi, la liaison 8 peut comprendre un dispo- sitif servo-moteur quelconque.
Le combinateur primaire 9 influence a. son tour par une liaison 10 un appareil 11 dénomme "combinateur secondaire". La laision 10 peut aussi, comme la liaison 8, soit être directe soit comprendre des servos-moteurs. Ceux-ci peuvent être rendus né- cessaires si les distances à franchir ou les efforts mettre en jeu pour actionner le combinateur secondaire 11 sont grands.
Le combinateur secondaire 11 actionne par une liaison 12, qui peut être simple ou pultiple, un appareil 13 dénommé "com- binateur fondamental"qui fait partie plus ou moins intégrale de la boite de vitesses 2. La réalisation de ce combinateur fonda- mental 13 dépend du type de la boite de vitesses. Par exemple, dans uneboite de vitesses à embrayage par l'huile sous pression, il peut être constitué par un robinet tournant ou un tiroir coulissant et la liaison 12 par des tringles, des leviers ou des cames. Dans des boites de vitesses à embrayage par l'air sous pression, le combinateur fondamental 13 peut consister en des cylindres à air et la liaison 12 en des conduites, des tiroirs ou des robinets distributeurs.
Dans des boites de vitesses à embrayages électromagnétiques, le combinateur fondamental 13 peut consister dans les enroulements des électros-aimants de ces embrayages et la liaison 12 en des fil conducteurs. 'D'autres formes de réalisation sont évidemment possibles, puisque le combinateur 13 dépend de la boite de vitesses 2 utilisée.
L'ensemble des appareils et des liaisons désirés par 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13, fonctionne de deux manières différentes.
Le diagre de la figure 2 en donne l'explication. Ce diagramme représente en abscisses la vitesse du véhicule et en ordonnées les rapports de démultiplication. Certains de ceux-ci sont désignés par les chiffres 42 à 46. La ligne brisée 22, 23, 24 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 représente le fonctionnement du
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dispositif quand la vitesse du véhicule augmente tandis que la ligne brisée 32,33, 34,35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 représente le fonctionnement du dispositif quand la vitesse du véhicule diminue. En réalité les parties de ces deux lignes brisées parallèles à l'axe des abscisses devraient être confondues.
Ce n'est que pour la clarté de l'exposé que nous les avons séparées.
Pour un certain nombre de zônes très étendues de la vitesse du véhicule, malgré que la liaison 6 (et une grande partie du prédéterminateur 7 voire même de la liaison 8 et du combinateur primaire 9) soient en mouvement, les liaisons et appareils10,
11, 12 et 13 maintiennent le rapport de démultiplication de la boîte de vitesses prédéterminé par le prédéterminateur 7. La ligne 26-27 représente par exemple une zône ou' le rapport de démultiplication garde la valeur constante figurée par l'ordon- née 44 pour les vitesses croissantes du véhicule depuis la valeur
26 jusqu'à la valeur 27.
Pour les vitesses décroissantes du' véhicule, lenâne rapport de démultiplication est maintenu dans la zône des vitesses de 36 à 370
Lorsque la vitesse du véhicule augmente et atteint ou dépas- se la valeur 27, le fonctionnement de l'ensemble des appareils' et liaisons 7 à 13 commence, pour amener le rapport de démulti- plication de sa valeur 44 à la valeur 45. Une foisamorcé, ce fonctionnement continue même si, pour une raison quelconque, la vitesse du véhicule a diminué un peu entretemps. Le plus grand ralentissement possible est tel que la nouvelle vitesse' soit représentée en 28. Ce ralentissement est inévitable avec certains types de boites de vitesses ou l'effort de traction disparaît pendant le temps que dure le passage d'un rapport de démultiplica- tion à un autre.
Le fait que la vitesse 28 est inférieure à la . - vitesse 27, permet ainsi un fcnctionnement stable de l'ensemble.
Si, par suite d'une rampl e q,ue l'on aborde ou d'une réduction du couple du moteur, le véhicule ralentit jusqu'à ce que sa
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vitesse soit inférieure à celle représentée par le point 35, 1 ensemble des appareils et liaisons 7 à 13 se met à fonction- ner pour faire passer le rapport de démultiplication de la boite de vitesses de 45 à 44. Une fois commencé, ce fonctionnement continue, même si entretemps la vitesse du véhicule s'est accrue un peu. Le plus grand accroissement possible est tel que la nouvelle vitesse soit représentée en 36.
Il n'est pas indispensable que la vitesse 36 soit plus grande que la vitesse 35. On peut même sans inconvénient tolé- rer que l'achèvement du fonctionnement de l'ensemble des appa- reils etliaisons 7 à 13 pour passer du rapport 45 au rapport supérieur 44, soit accompagnée d'un ralentissement du véhicule, c'est-à-dire qu'on peut tolérer que la vitesse 36 soit inférieure
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à la vitesse 35. Par contre, :il faut que la vitesse 36 soit 01 inférieure à la vitesse j-, , 28 et ulue la vitesse 36 soit inférieure à la vitesse 27. De même, comme dit plus haut, il faut que la vitesse 27 soit supérieure à la vitesse 28.
Il n'est pas indispensable non plus que les variations de vitesse tolérées pendant le passage d'un rapport de démultipli- cation à un autre soient égales pour tous les changements de vitesse. En d'autres termes, la ligie bri sée représentant le fonctionnement du dispositif pendant que la vitesse augnente pourrait, comme représenté en pointillé, passer par le point
30' au lieu du point 30. Il est bien entendu que la vitesse
33 doit rester inférieure à la vitesse 30' . Dans le cas où la ligne brisée susdite passerait par 29, 30', 31, la ligne bri- sée représentant le fonctionnement du dispositif pendant que la vitesse diminque passerait avantageusement par un point tel que 33' représentant une vitesse inférieure à celle représentée par 33.
Le point 34' où cette nouvelle ligne brisée rejoint la ligie 3435 ne doit pas nécessairement être sur une ligie 33' -34' parallèle à la ligne 30-29.
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Il est à remarquer que les positions du prédéterminateur correspondant aux points 42 à 46 ne sont pas limitées en nombre, c'est-à-dire qu'il ne faut pas nécessairement qu'il y en ait cinq. L'utilisation de ces positions du prédéterminateur n'est pas limitée non plus. Par exemple à certaines de ces positions, peuvent correspondre dans la boite de vitesses, des différences de rapport de démultiplication, mais à d'autres positions peuvent correspondre d'autres particularités de fonctionnement de la transmission entre le moteur et les essieux du véhicule, comme par exemple la suppression d'embrayages, l'atténuation ou le a renforcement de l'intensité d'embrayage, etc...
On peut avoir au prédéterminateur 7 ou au combinateur secon- daire 11 plus de positions qu'au combinateur fondamental 13.
Les positions supplémentairesdu combinateur secondaire 11 ser- viraient alors à produire l'atténuation ou le renforcement sus- mentionnés de l'intensité de l'embrayage. Pour obtenir ces nou- velles particularités de fonctionnement, le prédéterminateur 7 ou le combinateur secondaire 11 agit sur le combinateur fonda- mental 13 ou sur un organe spécial autre que 13, conçu d'après le type de la boîte de vitesses. Nous avons représenté sur la figure 1 cet organe spécial par 13' et sa liaison spéciale avec le combinateur secondaire 11 par 12'. Cet organe spécial 13' sert par exemple à faire varier l'intensité d'embrayage.
Pour que l'appareil automatise de changement de vitesse ait un fonctionnement se substituant entièrement à l'action du conducteur, il faut qu'il) produise au moins les mêmes effets que ceux produits pur une bonne conduite manuelle. Or, une bonne conduite manuelle est caractérisée surtout par des changements de vitesses doux, cette douceur des changements de vitesse étant due à l'adaptation préalable de la vitesse du moteur au nouveau rapport de démultiplication ou, en d'autres termes, à la synchro- nisation préalable du moteur avec le rapport de démultiplication ' à embrayer. La présente invention permet d'obtenir cette douceur
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comme suit.
Pour influencer à partir du poste de conduite la vitesse ou le couple du moteur, on dispose normalement d'un dispositif
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quelconque manuel (manivelle, levier, poussoir, pédale, etc..) 'e,-,tU/h-A1u?a.htn< gue nous appelons or;r..1ne de octroie 14 du ;::oteurJ:t;--Cet Ori...tl6 de contrôla agit par une liaison 15 (électrique, hydraulique, pneumatique, mécanique ou mixte) sur un appareil 16 dénommé non/ @ "combinateur de contrôle du moteur"muni ou d'un servomoteur quelconque.
Ce combinateur 16 agit par une liaison 17 sur l'orga- ne qui contrôle soit le couple du moteur (par exemple en agissant sur le débit de la pompe d'injection ou sur la position du papil-- lon du carburateur), soit le nombre de tours du moteur (par exemple en agissant sur le régulateur de vitesse), soit une combinaison quelconque de ces deux fonctions que le constructeur du moteur à prévue.
Le combinateur secondaire 11 est connecté par une liaison 18 (munie ou non de servomoteurs; au combinateur de contrôle du moteur 16.
Lorsque, sous l'effet du prédéterminateur 7, le combinateur
Secondaire 11 agit dans le sens tel qu'il en résulte une diminution du rapport de démultiplication de la boite de vitesses, cette même action de 11 agit par la liaison 18 sur le combinateur'
16 pour abaisser la vitesse du moteur 1 pour un certain temps, dont la durée est réglable. De cette façon, on fait approcher la vitesse du moteur du synchronisme, pendant que s'opère l'em- brayage du nouveau rapport de démultiplication.
Par contre, lorsque le combinateur secondaire 11 agit de façon à embrayer un rapport plus élevé de démultiplication de la boite de vitesses, il influence en même temps le ccmbinateur
16 pour augmenter la vitesse du moteur 1 pour un certain temps dont la durée est réglable et favoriser par la synchronisation un embrayage plus doux.
Lorsque la boîte de vitesses, par suite de so construction,
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a des embrayages dont le fonctionnement est progressif,et que son refroidissement et sa puissance sont suffisants pour permettre aux différents reports de démultiplication d'être embrayés sans aucune synchronisation préalable, l'action du combinateur secondaire 11 sur le combinateur de contrôle du moteur 16 peut être supprimée soit pour les deux sens de syn- chronisation (accélération et ralentissement du moteur) soit' pour celui des deux sens pour lequel son intervention est moins nécessaire.
Les organes intervenant dans le schéma général de la fi- gure 1 peuvent être réalisés dedifférentes façons.
Le prédéterminateur 7 peut, en principe, être réalisé sous n'importe quelle forme, pourvu qu'il puisse réaliser le diagramme de la figure 2. Il peut par exemple êtrebasé sur l'action de la force centrifuge ou bien? être hydraulique ou électrique. Le prédéterminateur mécanique à force centrifuge peut d'ailleurs être réalisé de plusieurs manières.
On peut par exemple réaliser le prédéterminateur 7 suivant la figure 3. Un arbre 57 tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse d'avancement du véhicule entraîne par un engrenage 58 une série d'engrenages dont deux seulement sont rpprésentés en 59 et 59'. Ces derniérs engrenages sont calés sur des arbres tels que 60 et 60' et ont des diamètres différents. Ces arbres tournent donc à des vitesses différentes mais toutes proportionnelles à la vitesse d'avancement du véhicule. A la figure 4, on voit que l'arbre 60 monté dans un palier 49 entraîne un carter 50 et des pivots 52 portés par celui-ci. Sur ces pivots oscillent des masses 51 solidaires de doigts 53 qui repoussent un manchon 54 sollicité par un ressort 55.
Celui-ci est calculé de telle manière que pour une vitesse déterminée du véhicules dès que les masses 51 commencent à s'écarter, la forcecentrifuge devient immédiatement de loin supérieure à la tension du ressort.
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Il en résulte que le mouvement du manchon, une fois amorcé, continue même si la vitesse du véhicule a instantanément diminué d'une certaine quantité. Inversement, lorsque la vitesse diminue, les masses 51 se ferment brusquement. L'extrémité 56 du manchon 54 ne peut donc, à une vitesse quelconque du véhicule, rester stable que dans les deux positions extrêmes 56 et 56'.
Toutes les positions intermédiaires sont instables, et sont franchies très rapidement.
Le nombre de ces prédéterminateurs individuels qui se présentent sous la forme de régulateurs à force centrifuge est proportionné au nombre de positions du prédéterminateur 7, c'est-à-dire au nombre des changements de vitesse et d'atténua- tion ou de renforcement de l'effort d'embrayage que Ibn désire' obtenir. '
Une autre réalisation basée également sur l'action de la force centrifuge est représentée à la figure 5. Un arbre 62 est entrée par un engrenage 61 à une vitesse proportionnelle à celle du véhicule. Cet arbre entraîne un certain nombre de supports tels que 63 et 63' et de pivots tels que 64 et 64'. La distance de l'axe de ces pivots à l'axe de l'arbre 62 n'est pas la même pour tous les pivots. Sur chacun des pivots tels que 64 et 64' oscille une masse telle que 65 et 65' .
Les masses peuvent ne pas être toutes égales entre elles. Un doigt tel que 66 et 66' solidaire de la masse 65 ou 65' correspondante vient, dans certaines positions, en contact avec l'extrémité d'un manchon
71 solidaire d'un plateau 72 repoussé par un ressort 73 Ce Plat,eau vient en contact au bout d'une partie de la course du manchon 71 avec un plateau intermédiaire 72' qui compte un ressort 73-. Après une autre course, le plateau 72' vient en contact avec un autre plateau 72" et commence à comprimer un ressort 73" et ainsi de suite.. A la figure 5, cet appareil est représenté dans une position intermédiaire pour l'aquelle les ressorts 73 et 73' sont complètement comprimés et les plateaux 72-72' et 72" - l? -
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sont en contact.
L'ensemble est donc, dans cette position, sou- mis à l'effort du ressort 73". Quant à la tension du ressort 73''', elle n'est pas transmise au manchon 71 car le plateau 72' " s'appuie sur une butée 75' Il en était d'ailleurs de même de la tension des ressorts 73" et 73' quand les pla- teaux 72" et 72' butaient contre des butées 75" et 75' parce
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jj\ que les plateaux qui lepréeéda'(respeetivement 721' et 72) n'étaient pas encore venus en contact avec eux.
Dans la position de la figure 5, la masse 65 s'appuie con- tre une butée 67 et son doigt 66 ne touche plus le manchon 61.
L'effet de cette masse centrifuge 65 ne compte donc plus dans
1 équilibre de l'appareil. Par contre, 1 a force centrifuge agissant sur la masse 65' se transmet par le doigt 66' au man- chon 71. Dans le but de faciliter la compréhension de la figure 5 nous n'avons figuré que deux masses. En réalité, il y en a un beaucoup plus grand nombre pour permettre d'obtenir des effets totaux échelonnés de la force centrifuge. 'Certaines de ces masses au lieu d'être munies d'un doigt unique, tel que
65 ou 66, pourraient être munies de doigts multiples qui viendraient en contact avec le manchon 71 l'un après l'autre avec des bras de leviers différents. la tension des différents ressorts 73-73'-73"-73'" etc...
(les ressorts au-delà de 73''' n' ont pas été représentés pour plus de clarté), va évidemment en augmentant pour les ressorts de plus en plus éloignés du manchon 71. Les caractéristiques de ces ressorts sont calculées de façon telle que les courses que chacun de ces ressorts permet de franchir au manchon 71 sont franchies par celui-ci d'une manière brusque, c'est-à-dire que le manchon ne s'arrête pas à mi-chemin, mais uniquement aux deux extrémités de la course, pour les conditions normales de vitesse du véhicule.
Le manchon 71 entraîne par un doigt 70 un bras 69 fixé sur un- arbre 68. En l'occurrence, cet ensemble 68-69-70 joue @
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le rôle de la liaison 8 de la figure 1.
On peut concevoir différentes autres réalisations de pré-
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J1\ âéterminateurs basées sur la force centrifuge. TOur s'inspirent du principe de masses soumises à l'effet antagoniste de la force centrifuge et de ressorts, ces derniers étant calculés de façon à obtenir, à vitesse de rotation constante, des dépla- cements finis brusques.
Le prédéterminateur 7 de la figure 1 peut également être en réalisé hydrauliquement. La figure 6 donne un exemple de réalisation.
Une pompe 79, par exemple une pompe à engrenages, est entraînée par un arbre 78 qui tourne à une vitesse proportionnel- le à, la. vitesse d'avancement du véhicule. Elle aspire le liquide en 87 et le refoule dans une enceinte 80. De celle-ci, le li- quide retourne en 87 par un orifice de fuite 81 qui est étranglé par un pointeau 82 de position retable. La pression qui règne dans la chambre 80 est donc fonction de la vitesse du véhicule, pour autant que la viscosité du liquide soit maintenue constante.
Cette viscosité est maintenue constante par un thermostant 86 qui comprend un dispositif de chauffage quelconque (par exemple des éléments chauffants électriques. ) La. pression du fluide dans l'enceinte 80 agit par une condui- te 156 qui débouche dans un des fonds 157 d'un cylindre 158 sur un piston 83 contenu dans le dit cylindre et sollicité vers le fond 157 par un ressort 84. Le piston 83 est pourvu d'une tige 85 qui joue le rôle de la liaison 8 de la fiure 1. Pour une vitesse déterminée du véhicule, la pression du fluide en 80 atteint une valeur suffisante pour repousser le piston 83 malgré l'action antagoniste du ressort 84.
Il faut choisir la caractéristique de ce ressort suffisaient plate pour que le déplacement du piston 83 soit pratiquement indépendant de la vitesse du véhicule au voisigage de la vitesse désirée, afin qu'un petit ralentissement du véhicule soit sans influence. Il suffit alors que dès que le
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mouvement du piston 83 commence, la section sounise à l'huile soit augnentée par le fait que le piston 83 a quitté le fond 157, pour que l'effort dû à la pression s'accroisse. Ceci fait que le mouvement devient brusque/et continue même si entretemps la. pression du fluide dans la chambre 80 a légèrement diminuée Le mouvement est donc également irréversible comme dans les dispo- sitifs à force centrifuge précédemment décrits.
A la figure 6, on a représenté un deuxième piston 83' sem- blable au piston 83 et employé en combinaison avec des éléments semblables à ceux qui agissent en combinaison avec le piston 83.
Les notations de référence de ces nouveaux éléments ne diffèrent de celles relatives aux éléments employés en combinaison avec le piston 83 que par l'exposant " ' " . A égalité de surface des pistons 83 et 83'}le ressort 84' a une tension plus forte que celle du ressort 84. Bien qu'on n'ait représenté que deux pis- tons, il y a évidemment autant de ceux-ci qu'il y a de positions prévues pour le prédéterminateur 7. les pistons et leurs ressorts sont montés de façon qu'ilssoient déplacés successivement quand la vitesse vari e.
Un prédéterminateur électrique peut être réalisé comme représenté à la figure 7. Il- comprend une dynamo 88, tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse d'avancement du véhicule.
Cette dynamo débite à travers une série de bobines telles que 90-90'-90" etc.. Chacune'de ces bobines actionne une série de contacts 91-91'-91'' etc.. Chacune des bobines est combinée de façon à commuter le contact correspondant pour une vitesse déterminée du véhicule. 'Cette copulation peut être rendue brusque brâce à un montage des contacts Semblable à celui adopté pour les interrupteurs.
La liaison 8 de la figure 1 qui transmet les injonctions du prédéterminateur 7 au combinateur primaire 9 diffère d'un cas à l'autre. par exemple, pour le prédéterminateur mécanique des figures 3 et 4, la liaison 8 est constituée par les manchons
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56. Pour le prédéterminateur mécanique de la figure 5, cette liaison est réalisée par l'arbre 68, le levier 69 et le doigt 70.
Pour le prédéterminateur hydraulique de la figure 6, la liaison
8 est réalisée par les tiges 85, 85' etc... Pour le prédétermina- teur électrique de la figure 7, la liaison est réalisée par des tiges 92, 92' etc.. qui relient les bobines 90 aux contacts 91.
Le combinateur primaire 9 de la figure 1 peut être réalisé de différentes manières suivant la nature de la liaiscn 10 ':Lui le relie aux appareils qui suivent.
Si la liaison 10 est réalisée électriquement par des fils multiples, le combinateur primaire 9 peut par exemple être réalisé comme indiqué à la figure 8. Dans ce cas, il eonsiste en une série de commutateurs 91, 91', etc... Dans la position représentée à la figure 8, le courant passe du pole + vers le fil
94 qui détermine la première position pour les appareilssuivants.
Lorsque le contact 91 est commuté, le courant passe par le fil
94' qui détermine la deuxième position. lorsque le commutateur
91' est ensuité commuté, le courant passe vers le fil 94" qui correspond à la troisième position. Les opérations se poursuivent ainsi de proche en proche. La copulation des ccntacts 91,91' etc.. peut être faite par exemple par le prédéterminateur des figures
3 et 4 ou de la figure 6 ou même de la figure 7.
Pour le prédéterminateur mécanique de la figure 5, le com- binateur primaire peut être réalisé suivant la figure 9. Il est constitué par un arbre 95 tournant avec l'arbre 68 de la figu- re 5. Cet arbre 95 porte un bras 96 qui porte des contacts 97 sur lesquels frottent des doigts 98. Le déplacement de l'arbre 68 de la figure 5 a pour effet de produire des combinaisons différentes des contacts 97 et des doigts 98.
Une réalisation de ces combinaisons est représentée à la figure 10 ou,avec 3 doigts tels que 98, 98', 98" et 3 fils on parvient à transporter à distance les injonctions provenant de 8 positions différentes du prédéterminateur 7. Ces Positions
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peuvent par exemple être : 159 pour le débrayage complet, 160 pour le démarrage, 161 pour la première vitesse, 162 pour la deuxième vitesse, 163 pour la troisième vitesse, 164 pour la quatrième vitesse, 165 pour la cinquième vitesse, 166 pour la sixième vitesse. On parvient ainsi à transmettre par 3 doigts et 3 fils les injonctions d'une boite devitesses à 6 vitesses.
Au lieu de fils conducteurs électriques on peut employer pour réaliser la liaison 10 des conduites d'air sous pression.
Dans ce cas, le combinateur primaire 9 est constitué par des valves ou des tiroirs distributeurs. On peut alors d'une ma- nière semblable à celle qui vient d'être décrite, transporter
8 injonctions avec 3 conduites seulement. On peut toutefois avoir parfois intérêt à avoir au contraire une conduite par in- jonction, ce qui est très facile à réaliser.
Les injonctions du combinateur primaire 9 peuvent être transmises soit au combinateur secondaire 11 qui les transmet au combinateur fondamental 13, soit directement au combinateur fondamental 13. Dans les boîtes de vitesses à embrayage des différents rapports de démultiplication par disques comprimés par des leviers actionnés par de l'air sous pression admis dans des cylindres, c'est l'ensemble de ces leviers et cylindres qui constitue ce que nous avons appelé le combinateur fondamental 13.
Dans ce cas, un combinateur primaire pneumatique 9 peut agir directement sur ces cylindres par une liaison 10 constituée par autant de tuyaux à air qu'il y a d'injonctions à transmettre.
Un combinateur secondaire 11 et sa liaison 12 sont alors superflus.
Dans les boites de vitesses électro-magnétiques, les bobines qui servent à produire l'embrayage des différents rapports de démultiplication constituent elles-mêmes ce que nous appelons le combinateur fondamental 13. Dans ce cas, le combinateur primaire 9 peut être réalisé électriquement et peut agir directe- ment sur le chaleur fondamental, sans le secours d'un combinateur secondaire.
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Dans les boites de vitesses à commande hydraulique, on a le plus souvent comme combina/leur fondamental 13 un robinet tournant qui peut occuper autant de positions qu'il y a de rapports de démultiplication, une position pour l'arrêt et une position pour le démarrage par embrayage adouci. Dans ce cas, il faut un combinateur secondaire qui transforme les injonctions de faible puissance provenant du combinateur primaire en des injonctions plus puissantes capables d'actionner le combinateur fondamental. Le rôle de ce combinateur secondaire est encore autre, car il doittransformer les injonctions reçues sous forme de courant par des fils différents ou de l'air arrivant par des tuyaux différents, en un déplacement d'unlevier unique suivant une loi déterminée.
Une réalisation particulièrement intéressante du combinateur secondaire 11 est représentée à la figure 11. On y a représenté les bobines 99, 99' et 99" de trois électro--valves 167, 168 et 169. Ces bobines reçoivent du courant provenant des doigts
98, 98' et 98" de la figure 10. L'électro-valve 167 comprend en plus de la bobine 99, une armature maléfique 100, une tige- soupape 101 et une tige-soupape 102-103, le tout soumis l'action antagoniste de l'effet mastique de la bobine 99 dune part et d'un ressort 104 d'autre'part.
Ce système d'électro-valve est connu. Lorsque la bobine 99 n'est pas excitée, la soupape 101 est écartée de son siège et permet la communication du'conduit 106 avec l'atmosphère.
Lorsque la bobine 99 est exilée, le même conduit 106 est mis en communication avec un conduit d'arrivée d'air sous pression 105 grâce au fait que la soupape 103 est écartée de son siège. De même manière, la bobine 99' contrôle la.. communication d'un conduit 106', analogue au conduit 106, avec l'atmosphère'ou avec une conduite d'air sous pression. La bobine 99" fait la même chose pour un conduit 106" semblable'au conduit'106. ' "
Les conduits 106, 106, et 106" débouchent respectivement
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dans des enceintes 107,107' et 107". Celles-ci contiennent chacune un piston désigné respectivement par 108, 108' et 108".
Le piston 108 est solidaire d'une saillie 89 dans laquelle est ménagée une coulisse 110. Dans cette coulisse, est engagé un bouton 109 solidaire du fond fixe 111. Le piston 108 a donc une course limitée par rapport au fond 111.
Le piston 108' est solidaire d'une saillie 89' dans laquel- le est ménagée une coulisse 110'. Dans cette coulisse,est engagé un bouton 109' solidaire du piston précédent 108. De même, le piston 108" est solidaire d'une saillie 89" dans laquel- le est ménagé une coulisse 110". Dans cette coulisse,est enga- gé un bouton 109" solidaire du^piston précédent 108'.
Si on désigne par a la course du piston 108, 'les coulisses
11' et 1l0" ont unelongueur telle que les pistons 108" et 108" ont, par rapport au piston qui les précède, une course égale respectivement à 2a et à 4a.
Dans ces conditions, on peut faire occuper huit positions équidistantes à la tringle 112 qui est solidaire du dernier piston 108" et est repoussée par un ressort 115.
En effet, en mettant toutes les enceintes 107, 107' et 107" en communication avec l'atmosphère, on obtient une position - de départ correspondant à une course nulle. En ne mettant que l'enceinte 107 en communication avec la source d' air comprimé,, on obtient une course totale égale à a. Si c' est l'enceinte 107' qui reçoit seule de l'air compté, la course totale est égale à 2a. Si les enceintes 107 et 107' reçoivent seules de l'air comprimée, on obtient une course égale à 3a. Si lencein- te 107"reçoit seule de l'air compté, la course totale est
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ee à 4a, si ce sont les enceintes 107 et 107" la course est égale . .
Si ce sont les enceintes 107' et 107", la course est egale à 6a et enfin si toutes les enceintes 107, 107' et 107" reçoivent de l'air comprimé, la course totale est égale à 7a.
La tige 112 commande par une crémaillère 113 et une roue
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dentée 114 un arbre 116 pouvant occuper 8 positions représentées en traits mixtes et dont les extrêmes sont désignés par 117 et 118. Cet appareil peut servir pour commander un combinateur fondamental 13 d'une boîtede vitesses qui permettrait par exemple une position d'arrêt, une position de démarrage et six positions différentes de rapports de démultiplication.
Pour avoir une conduite parfaite, le combinateur secondaire
11 doit non seulement déplacer le combinateur fondamental 13 de la. boite de vitesses 2 mais il doit en même temps synchroni- ser le moteur 1 avec le nouveau rapport de démultiplication à embrayer. Cette action a été, sur le schéma général de la figu- re 1, représentée par la liaison 18. Elle peut être réalisée comme représenté à, la figure 12. La tringle 112 (qui est la même que sur la figure Il ) porte une série de dents 119-119' -
119"-119'''.
Pour les déplacements de la tringle 112 dans le sens de la flèche X, qui correspond à une augmentation du rapport de démultiplication, (c'est-à-dire au passage d'une vitesse supérieure à une vitesse inférieure, par exemple, de la qua- trière à la troisième) un cliquet 12Q pivote autour de son pivot 121 sans déplacer un levier 124 autour du pivot 125 de celui-ci. Par contre, pour le déplacement de la tringle 112 dans le sens de la flèche Y, qui correspond à une diminution du rapport de démultiplication, c'est-à-dire au passage d'une vitesse inférieure à une vitesse supérieure, par exemple de la troisième à la quatrième) le cliquet 120 bute contre une partie 123 du levier 124. Celui-ci se soulève en pivotant autour de son pivot 125.
Pendant ce pivotement, l'extrémité 141 du levier 124 produit une certaine commutation électrique qui est schématiquement représentée par la coupure de contacts 143 et la fermeture de contacts 142. Ces contacts 142 et 143 font partie de la liaison 18 de la figure 1. Cette commutation a donc Pour effet d'influencer l'appareil 16 (figure 1) (lui influer vitesse du moteur à combustion interne, de façon à l'amener à tourner au ralenti.
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Lorsque le levier 124 s'est ainsi soulevé sous l'effet du passage au-dessus d'une dent 119, un cliquet 127 sollicité par un ressort 128 accroche le bec 126 du levier 124 et maintient celui-ci dans cette position soulevée. La mise au ralenti du moteur persistera donc jusqu'à ce que le bec 126 soit libé- ré du cliquet 127.
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5\ 1i1lr;ouJ.&v6i..hJ) {fi levier 124 agit sur un distributeur 136 qui met en communication un conduit 135 avec un conduit 138 et coupe la communication du conduit 135 avec l'atmosphère qui se faisait par 137. De ce fait, de l'air sous pression arrive par un conduit 140, un passage étranglé par un pointeau 139 et remplit une chambre 134. La pression dans cette chambre croît progressivement et se transmet par un conduit 133 à un piston 132. A un certain instant, cette pression devient suf- fisante pour vaincre la résistance d'un ressort 131 dont le piston 132 estchargé. La tige 130 de ce piston soulève un levier 154 dont le fonctionnement sera expliqué plus loin, et ensuite déplace le cliquet 127 et libère le bec 126 du levier
124.
Sous l'effet d'un ressort 144, le levier 124 retombe, car entretemps les dents 119, 119' 119" et 119'" se sont déplacées de façon à laisser la place nécessaire pourle eliquet 120.
L'extrémité 141 du levier 124 coupe alors les contacts 142 et rétablit les contacts 143, ce qui a pour effet de supprimer la mise au ralenti du moteur à combustion interne et de rétablir sa vitesse et son couple primitif. La mise au ralenti du moteur dure donc le temps que dure le remplissage de la chambre 134.
Cette durée peut être réglée entre certaines limites à l'aide du pointeau 139 et dans de plus larges limites en modifiant le volume de la chambre 134 ou la tension du ressort 131.
Le dispositif décrit ci-dessus ne provo que la Synchronisa- tion du moteur avec la boite de vitesses que pour les changements de vitesse où il est nécessaire de ralentir le moteur. Dans beaucoup de boites de vitesses, cette synchronisation suffit.
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D'autres boites de vitesses exigent que la synchronisation se fasse aussi"bien lorsque la vitesse du moteur croit que lorsqu'el- le décroit. Il est très facile de combiner un dispositif analogue agissant dans le sens de l' augnentation de vitesse du moteur pour un déplacement de la tringle 112 dans le sens de la flèche X et dans le sens de la diminution de vitesse du moteur pour un déplacement de la tringle 112 dans le sens de la flèche Y.
Dans certains types de boîtes de vitesses, le débrayage d'une vitesse quelconque est beaucoup plus rapide que la mise au ralenti du moteur à combustion int erne. Il s'ensuit que pendant un certain temps la vitesse du moteur n'est pas contrô- lée par l'invertie du véhicule et le Imitateur de vitesse du ' moteur doit intervenir.
Afin d'éviter cet emballement passager du moteur, un dis- positif additionnel représenté aux figures 13 et 14 a été prévu.
L'arbre 116 commande, par un levier 151, le combinateur fonda- mental 13 de la figure 1. L'engrenage 114, dontt il a été ques- tion à la figure Il est fou sur l'arbre 116. Dans son déplace- ment dans le sens de la flèche X qui correspond à une augmenta- tion du rapport de démultiplication (c'est-à-dire au passage d'une vitesse de rang. supérieur à une vitesse de rang inférieur, Par exemple de la quatrième à la troisième), @ entraîne cet arbre en agissant sur la butée 149 de l'arbre 116.
Par contre, pour le déplacement, dans le sens de la flèche Y, qui correspond à unediminution du rapport de démultiplication (c'est-à-dire au passage d'une vitesse de rang inférieur à une vitesse de rang supérieur, par exemple de la troisième à la quatrième) l'engrenage 114 entraîne l'axe 116 par l'intermédiaire d'un res- sort 147 et d'un plateau 148. Un cliquet 154 est poussé . par un ressort 155 de façon à engrener dans des dents 153-153'-153" d'un plateau 152 solidaire de l'arbre 116. Ce cliquet ce gêne pas le déplacement de l'arbre 116 dans le sens de la flèche X.
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Par contre, il empêche le déplacement de l'arbre 116 dans le sens de la flèche Y. Le déplacement de la roue dentée 114 ne fait donc que tendre le ressort 147. Ce n'est que lorsque l'extrémité 93 du levier 154 est soulevée par la tige 130 du piston 132 que l'arbre 116 devient libre etpeut effectuer le déplacement correspondant au déplacement de la roue dentée 114..
L'action du piston 132 étant retardée par l'effet du rem- plissage de la chambre 134, le passage d'une vitesse inférieure à une vitesse supérieure est donc temporisé. Il s'ensuit qu'on peut, par le réglage de l'instant du déclenchement du levier 154, faire en sorte qu'une vitesse ne soit débrayée que lorsque,
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sous l'effet du dispositif de la. figure 12, le moteur à oombus- thtW1e..
\1'\ tion es effectivement ramené à sa vitesse de ralenti.
La conduite de l'automotrice doit,pour des raisons de sécurité, être combinée d'une façon telle que le conducteur puisse, à n'importe quel instant, intervenir pour substituer sa volonté à l'action automatique du prédéterminateur 7. Il faut donc que sur le poste de conduite il y ait un combinateur
20 (figure 1) agissant par une liaison 19 sur l'ensemble'des appareils et liaisons 6 à 11.
La liaison 19 peut être risée pour se faire sentir en n'importe quel endroit de la chaîne des appareils et liaisons 6 à 11, d'après les facilités'de réali- sati(une Le rôle de ce combinateur est de supprimer purement'' ' et simplement tout effet du prédéterminateur sur la conduite de l'automotrice, et de permettre à une combinateur manuel 20' d'agir par une liaison 19' sur le choix des rapports de démulti. plication de la boîte de vitesses, d'une manière non automatique.
La liaison 19' peut aboutir soit au 'combinateur secondaire 11 comme indiqué sur la figure, soit au combinateur principal 13.
Dans ce dernier cas, la conduite de l'automotrice est réalisée en agissant sur l'orgnane de contrôle du moteur 14 et sur le combinateur manuel 20'. Le combinateur 20' et la liaison 19'
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peuvent être de n'importe quel système.
Les combinateur 20 et 20' et leur liaison 19 et 19' peuvent être confondus ou combinés en partie. Il peut y avoir entre les combinateurs 20, 20' et 14 et entra les liaisons
19, 19' et 15 des verrouillages de sécurité empêchant des fausses manoeuvres dues à des interventions intempestives du conducteur.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme de réalisation représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposi- tion et la constitution des éléments intervenant dans sa réalisa- tion sans sortir de la portée du présent brevet.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif de commande d'une boite de vitesses à engrenages pour véhicules sur rails à moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu' illest influencé uniquement par la vitesse du véhicule.