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" Procédé et dispositif de commutation pour mécanismes de changement de vitesse, parti- culi¯rement à commande électrique ".
Dans les mécanismes de changement de vitesse à commande électrique connus jusqu'à présent, on se heurte à la difficul- té de régler l'accouplement de commutation électrique de ma- nière que le changement de vitesse fonctionne de manière irré- prochable lorsque l'accouplement principal, par exemple l'ac- couplement mécanique, reste embrayé, aussi bien sous plein ré- gime, qu'en cas de marche à vide ou sous régime réduit, et ce aussi bien quand on passe à une vitesse supérieure que quand on passe à une vitesse inférieure.
Si l'on règle la puissance et la prise de l'embrayage
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/ électrique sur le plein régime, il embraye trop dur en cas de marche à vide ou sous régime réduit de sorte qu'il se produit un choc. Si, au contraire, on le règle sur la marche à vide ou sur la marche à régime réduit ( peu de gaz ) il est trop mou pour le demi régime ou le plein régime et le moteur a une ten- dance à emballer quand on embraye.
L'invention a pour but de faire disparaître ces difficul- tés et elle consiste essentiellement à déclencher, lorsque l'on change de vitesse sous plein régime ou au dessus d'un régime partiel donné, le processus de l'embrayage directement en ac- tionnant le changement de vitesse, tandis que quand on change de vitesse à marche à vide ou en dessous d'un régime partiel déterminé le processus de l'embrayage est simplement présélecté quand on actionne le changement de vitesse et n'est déclenché qu'après que le régime a été accru ( par exemple au dessus du régime partiel indiqué ). Toutefois cette sélection ne se fait alors opportunément que quand on passe d'une vitesse supérieure à une vitesse inférieure et non pas quand on monte de vitesse.
Ensuite, l'embrayage sous régime est ordonné opportuné- ment de manière que le processus de changement de vitesse soit accéléré quand on monte de vitesse et/ou qu'il soit ralenti quand on descend.
Le changement de position de la commande du fait que l'on déclenche directement le processus du changement de vitesse à l'aide d'un dispositif qui actionne l'embrayage de préséleotion peut se faire, par exemple, par un dispositif d'arrêt qui est actionné en fonotion de l'élément régulateur du débit ( par ex- emple la pédale des gaz ) ou d'une valeur de marche qui varie avec le régime du moteur ( par exemple la dépression régnant dans la conduite d'aspiration, le moment de rotation ou analo- gue ) et qui empêche de ce fait l'embrayage sur la vitesse choi- sie aussi longtemps qu'un état de régime donné n'est pas atteint
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ou dépassé.
On peut ensuite prévoir un dispositif permettant de sup- primer l'action de présélection en marche à vide ou dans la gamme de régime inférieure, à volonté ou automatiquement, en fonction des autres processus de marche, par exemple lors du débrayage de l'accouplement principal.
Le dessin illustre schématiquement dans sa figure 1 une disposition de commutation conforme à l'invention. La figure 2 illustre un mécanisme d'arrêt supplémentaire à cliquet destiné à accélérer le changement de vitesse.
Le mécanisme de changement de vitesse 1 avec l'arbre de commande 2, l'arbre de renvoi 3 et l'arbre entrainé 4 contient en plus de la paire de roues dentées 5, 6 servant à la trans- mission constante, les pignons 7, 8, 9 pour la marche arrière les pignons 10, 11 pour la première vitesse et les pignons 12, 13 pour la seconde. Les pignons 9, 11 et 13 sont montés fols sur l'arbre entraîné 4 et sont accouplés par les enroulements excitateurs 14, 15 avec le disque ou la lamelle 16 montée sur l'arbre entraîné 4 sans pouvoir tourner, mais à déplacement ou encore avec le disque ou la lamelle correspondante 19, par l'en- roulement excitateur 17.
L'enroulement excitateur 18 qui agit également sur le disque ou la lamelle 19 sert à réaliser l'ac- couplement direct de l'arbre de commande 2 avec l'arbre entrai- né 4 pour embrayer la troisième vitesse.
Les enroulements excitateurs 14,15, 17,18 reçoivent le courant par les conducteurs 14' , 15, , 17', 18' d'une source de courant 20 par l'intermédiaire d'un distributeur de courant ou d'une barre de distribution 21. Les points conducteurs de cette barre de distribution sont représentés par les faces de contact 22 et 23. Suivant la position occupée par la barre de distribution 21, le courant est envoyé par l'intermédiaire du pont de contact 23 aux conducteurs 14' 15' , 17' ou 18' ,
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alternativement pour la marche arrière ( R ) ou les vitesses un à trois ( I, II, III).
La barre de distribution 21 peut être déplacée en sens longitudinal par un levier ou manette 24 que l'on peut amener dans quatre positions différentes suivant les quatre vitesses, la marche arrière compris, qui doivent être embrayées. Entre la tête de distribution 25 et la barre de distribution 21 ( ou en tout autre endroit approprié ) est intercalé un ressort 26 de manière qu'en faisant pivoter le levier de distribution 24 dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, et est-à-dire lorsque l'on passe à une vitesse inférieure, on pro- voque l'entraînement de la barre de distribution 21 uniquement par coercition par l'intermédiaire du ressort 26 tandis que le pivotement du levier de distribution 24 dans le sens des aiguil- les d'une montre,
o'est-à-dire quand on passe à une vitesse supérieure, provoque l'entraînement automatique de la barre de distribution 21. En dessous de la barre de distribution est mon- té un eliquet 27 pivotant en 28. Ce cliquet peut s'engager dans des crans 29 chanfreinés d'un seul côté et ces orans sont dis- posés de manière qu'ils soient en regard du cliquet 27 lorsque la barre de distribution 21 se trouve dans une position corres- pondant à la deuxième et à la troisième vitesse. Le oliquet 27 est en relation par une bielle 30 dans laquelle est monté un ressort sous tension 31 avec la pédale des gaz ( ou avec un élément régulateur ad hoc du débit 32 ) qu'un ressort de trac- tion 33 amène contre une butée 34.
Ensuite, l'extrémité 35 du levier 27 du cliquet s'engage dans une fente longitudinale 36 d'une tige 37 qui est attachée à la pédale d'accouplement 38 de manière que quand l'accouple- ment est embrayé, le eliquet 27 puisse s'engager dans les crans 29 ou être retiré de ceux-ci tandis que quand on débraye l'ac- oouplement, par contre, il soit retiré automatiquement des crans
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29 ou mis dans l'impossibilité d'y retomber.
Le levier de distribution 24 est ensuite en relation par un biellage 39 avec un piston 40 qui coulisse avec un faible jeu dans un cylindre 41 rempli de liquide amortisseur. Une sou- pape d'arrêt à ressort 42 disposée, par exemple, dans le piston a pour effet de permettre au liquide, quand le piston 40 effeo- tue un mouvement de gauche à droite ( c'est-à-dire en cas d'em- brayage sur une vitesse supérieure ) de passer de la face droi- te 43 du piston à la faoe gauche 44 de celui-ci sans rencontrer de notable résistance.
Si, au contraire, le piston se déplace de droite à gauche ( c'est-à-dire en cas d'embrayage sur une vitesse inférieure ), la soupape d'arrêt 42 se ferme et le le- vier de distribution 24 ne peut être amené sur la vitesse in- férieure suivante qu'avec un ralenti qui est fonction de l'é- tranglement entre le piston 40 et le cylindre 41.
Pour faire en sorte que le retard dans l'embrayage se produise chaque fois à mi-distance entre deux positions d'embrayage alors que l'em- brayage et le débrayage des vitesses proprement dits se produi- sent sans retard, on peut prévoir des dérivations spéciales 45 qui mettent les faces de piston 43 et 44 en communication l'une avec l'autre dans toutes les positions d'embrayage du piston 40 et qui ne sont fermées ou dont la section n'est réduite qu' après que le piston 40 a effectué une certaine course à gauche ou à droite à partir de sa position d'embrayage.
Ainsi qu'il résulte déjà de ce qui précède, le dispositif illustré à titre d'exemple a, par conséquent, le mode d'action suivant :
A supposer que l'accouplement principal 38 ( ainsi que l'illustre le trait plein ) soit embrayé et que la pédale des gaz soit mise sur la marche à vide, et qu'ensuite la manette de distribution 24 ( comme représenté ) ait embrayé la deuxième vitesse. De ce fait, le courant venant de la source de courant
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20 passera par le pont de contact 22, 23 de la barre de distri- bution 21 dans le conducteur 17' et partant dans l'enroulement excitateur 17, ce qui aura pour conséquence d'accoupler le pi - goon 13 par l'intermédiaire de la lamelle ou du disque 19 avec l'arbre 4.
Si, dans cette position de l'accouplement et de.la pédale des gaz, on désire passer à la troisième vitesse en faisant pi- voter la manette de distribution 24 de II à III, ce mouvement de changement de vitesse peut se faire directement car d'une part la soupape de retenue 42 empêche le reflux du liquide amor- tisseur de 43 à 44 sans étranglement ou sans étranglement ap- préciable et d'autre part le cliquet 27 peut être extrait par la surface de biais, de l'encoche 29 étant donné qu'en même temps le ressort 31 de la bielle 30 cède, sans qu'il soit né- cessaire de déplacer la pédale des gaz 32.
La bielle 21 est ainsi repoussée vers la gauche par le levier de distribution
24 jusqu'à ce que le pont de contact 23 de la ligne 18, de la troisième vitesse soit en regard et assure ainsi l'acoouplement direct des arbres 2 et 4 par l'intermédiaire de l'enroulement excitateur 18 et le disque ou lamelle 19.
Si, au contraire, on désire embrayer, de la position re- présentée, sur la vitesse inférieure qui suit, le levier de dis- tribution 24 ne peut pas déplacer directement la barre de dis- tribution 21, car le cliquet 27 qui s'est engagé dans le cran
29 empêche le déplacement de la barre de distribution 21 vers la droite. Le pivotement du levier de distribution 24 vers la gauche a par conséquent uniquement pour résultat de comprimer le ressort 26 par la tête d'embrayage 25 du levier de distribu- tion qui exerce sur la barre de distribution 21 une pression élastique à droite.
Le piston 40 a en même temps pour effet, dans l'exemple de réalisation représenté, uniquement de retar- der le mouvement d'embrayage du levier d'embrayage 24 de la
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seconde ( II ) à la première vitesse ( I ). Mais comme, par suite du verrouillage de la barre de distribution 21, un tel retard n'est pas nécessaire en soi quand on met la pédale des gaz sur la marche à vide, on pourrait dans ce cas également supprimer l'action de retardement du piston 40 en se servant à cette fin, par exemple, d'une conduite de dérivation entre les faces de piston 43 et 44 commandée par la pédale des gaz 32 ou le cliquet 27 de manière que quand le cliquet 27 est en- olenché cette conduite soit ouverte tandis qu'elle est fermée quand le cliquet est soulevé.
La première vitesse est donc a- lors simplement préséleotée quand le levier 24 est amené dans la position I. L'embrayage effectif de la première vitesse a lieu dès que la pédale des gaz 32 est enfoncée jusqu'à la li- mite indiquée, par exemple jusqu'à 1/4 gaz et que de ce fait le cliquet 27 est soulevé du cran 29 de la deuxième vitesse.
Le ressort 26 qui se trouve sous tension peut par conséquent se débander et repousser la barre de distribution 21 suffisam- ment vers la droite pour que le pont de contact 23 de la barre de distribution soit amené devant le conducteur 15' de la pre- mière vitesse. De ce fait, le pignon 11 est accouplé par le disque ou la lamelle 16 avec l'arbre entraîné par l'intermédi- aire de l'accouplement 15 de l'excitateur.
Le fonctionnement a été déorit jusqu'à présent dans l'hy- pothèse où l'accouplement principal 38 est embrayé. Mais si 1' on débraye l'accouplement principal, si par conséquent la pé- dale d'accouplement est enfoncée dans la position indiquée par la ligne pointillée 38' , le résultat en est que l'extrémité du levier 35 qui jusqu'à présent pouvait se déplacer librement dans la fente 36 est repoussé vers la droite par la tige 37, ce qui fait sortir le cliquet 27 du cran automatiquement pour la seconde vitesse. Dans ce cas, le pivotement du levier de dis- tribution 24 pour passer de la position II dans la position 1
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provoque le déplacement direct de la barre de distribution 21 vers la droite, de sorte que la première vitesse est embrayée directement et sans présélection.
Cette suppression de l'action de présélection en fonction du déclenchement de l'accouplement principal présente de l'importance particulièrement pour la circulation du véhicule en côte. Si, par exemple, on doit pas- ser à une vitesse inférieure en vue de freiner le véhicule dans une descente escarpée, le conducteur peut, ce qui est avanta- geux, opérer ainsi le changement de vitesse immédiatement, étant donné qu'il lui est possible de débrayer l'accouplement princi- pal en un instant, sans être obligé en même temps de donner du gaz.
En cas de manoeuvre du mécanisme sous plein régime ou en- core au dessous d'un régime partiel donné ( par exemple un tiers ou un quart de régime), le fonctionnement diffère de ce- lui de la marche à vide ou de la marche au dessous du régime mentionné comme suit :
Pour mettre le moteur à plein régime, on enfonce la pé- dale des gaz 32 dans la position de plein régime ou de plein gaz 32' . Comme en l'occurrence, le biellage 30 fonctionne com- me un biellage rigide, le cliquet 27 est ainsi soulevé automa- tiquement du cran 29 ( par exemple pour la seconde vitesse II ) de sorte que la barre de distribution 21 n'est plus verrouillée par le cliquet 27 ou encore ne peut plus être verrouillée par celui-ci et que le mouvement du levier de distribution 24 suit automatiquement aussi bien pour l'embrayage sur une vitesse su- périeure que sur une vitesse inférieure.
Alors que l'embrayage sur une vitesse supérieure peut aussi de la sorte s'opérer sans retardement, le passage, par exemple, de la deuxième vitesse à la première, n'est possible qu'à retardement, en fonction de l'action d'étranglement entre le piston 40 et le cylindre 41.
Par suite de la pause introduite de la sorte, le moteur à le
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temps de s'accélérer en fonction de la position plein gaz de la pédale 32 pendant cette pause et ainsi de mettre automatique- ment l'arbre de commande 2 en synchronisme avec la vitesse in- férieure suivante ( par exemple la première vitesse).
Ainsi que le montre le dessin, il n'y a pas dans la barre de distribution 21 de cran 29 pour la première vitesse car le verrouillage de la barre de distribution 21 en vue de présélec- ter la marche arrière n'est généralement pas nécessaire. Le cas échéant, on peut évidemment prévoir pour le passage de la pre- mière vitesse à la marche arrière un verrouillage ad hoc.
Les dimensions des accouplements électromagnétiques sont réglées, en ce qui concerne leur préhension, opportunément sur l'embrayage à plein régime. Pour accélérer l'embrayage en oas de passage à une vitesse supérieure, d'une vitesse inférieure à une vitesse supérieure sous régime ( c'est-à-dire à plein ré- gime ou au dessus d'un régime partiel donné, par exemple tiers de régime), le changement de vitesse peut se faire à l'aide d'une manette à cliquet d'arrêt, d'un servo-moteur, d'un dispo- sitif à relais ou analogue.
C'est ainsi, par exemple, que la figure 2 illustre shcé- matiquement un mécanisme d'arrêt à cliquet dans lequel une bil- le 46 est poussée par.un ressort 47 dans des crans 48 réservés aux diverses vitesses et qui contribue ainsi à accélérer le processus du passage aux diverses vitesses, pour autant que l'accélération ne soit pas enrayée par le piston amortisseur 40.
Ensuite, le retardement du mouvement de commutation dans le passage aux vitesses inférieures au lieu de se faire à l'ai- de d'un piston de retardement peut se faire par l'intermédiaire d'un relais de retardement ou analogue. La manette de change- ment de vitesse 24 pourrait aussi, par exemple, être assemblée à ressort avec le piston 40 de manière qu'en cas de passage à
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@ une vitesse moindre, il mette simplement sous tension un res- sort intermédiaire et fasse agir celui-ci sur le piston 40.
La barre de distribution 21 ou un élément de commutation oor- respondant n'est pas déplacé, dans ce cas, directement par le levier, mais bien par le piston 40.
Le blocage du mouvement de changement de vitesse en mar- che à vide peut aussi - notamment en combinaison avec la forme de réalisation mentionnée en dernier lieu - se faire par exem- ple en interrompant complètement le passage du liquide amortis- seur de l'une des faces du cylindre à l'autre face en fonction de la position de l'élément régulateur du débit ou analogue, jusqu'à ce que le moteur soit réglé sur un nouveau débit déter- miné ou jusqu'à ce que la pédale des gaz soit enfoncée d'une valeur déterminée. Le piston amortisseur 40 doit, dans ce cas, par exemple, s'emboîter sans jeu dans le cylindre 41 de manière que le liquide qui déborde ne puisse s'écouler d'un côté à l'au- tre du piston que par la conduite de dérivation soumise à ré- glage.
Au lieu de s'opérer à l'aide d'un dispositif verrouilleur mécanique actionné par la pédale des gaz, ainsi qu'il est il- lustré schématiquement dans l'exemple de réalisation, le ver- rouillage peut se faire par exemple en fonction de la dépres- sion qui règne dans la conduite d'aspiration du moteur, par exemple à l'aide d'un piston mû par la dépression, en fonction du moment de rotation ou de toute autre manière appropriée.
La manoeuvre de la manette de changement de vitesse peut se faire à la main ou automatiquement, par exemple en fonction de la vitesse de rotation du mécanisme, etc...
L'invention est principalement applicable aux mécanismes de changement de vitesse à commande éleotro-magnétique. Elle peut toutefois être éventuellement appliquée à des mécanismes actionnés par une autre force motrice auxiliaire. L'invention
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présente une importance particulière pour les camions automo- biles eu égard au fait que les conditions de marche varient fortement avec ceux-ci.
REVENDICATIONS.
1.) Procédé de commutation particulièrement pour les mé- canismes de changement de vitesse commandés particulièrement par une force motrice auxiliaire de préférence électrique, ca- raotérisé par le fait que quand on change de vitesse sous plein régime ou encore au dessus d'un régime partiel déterminé, le processus du changement de vitesse est déclenché directement quand on actionne la commutation, tandis que quand on change de vitesse en marche à vide ou au dessous d'un régime partiel déterminé, le processus du changement de vitesse est simplement présélectionné quand on actionne la commutation et n'est dé- olenohé qu'après que le régime ( par exemple au dessus du ré- gime partiel indiqué ) est accru.