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L'invention concerne les dispositifs à fluide sous pression, par exemple de l'huile, pour la commande de balladeurs de boîtes de vitesses.
Elle a pour objet une nouvelle disposition particulièrement sim- ple qui se prête tout-à-fait bien à l'adjonction de dispositifs de sécurité qui interdisent la transmission de puissance pendant le déplacement des pignons balladeurs.
Suivant l'invention, les engrenages balladeurs sont solidaires de l'arbre qui les porte et ce dernier, qui est susceptible de coulisser longi- tudinalement dans ses paliers, constitue lui-même un piston à double effet par ses extrémités logées dans des cylindres munis d'un orifice pour l'ad- mission ou l'échappement du fluide sous pression.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de pression du cylindre est susceptible d'être fermée par une paroi annulaire solidaire du cylindre et à travers laquelle l'extrémité adjacente de l'ar- bre peut passer à frottement doux, ladite paroi se trouvant au droit de l'ex- trémité de l'arbre lorsque celui-ci est presque arrivé à la fin de sa cour- se qui correspond à son expulsion dudit cylindre.
Grâce à cette disposition, l'huile sous pression qui arrive dans le cylindre peut s'échapper du cylindre par l'alésage de ladite paroi une fois que l'arbre a atteint la fin de sa course, ce qui provoque une chute de pression de l'huile dans le cylindre, chute de pression qui peut être utilisée à la commande d'un dispositif de signalisation de fin de course et/ ou d'un dispositif de sécurité empêchant la boîte de vitesses de travailler tant que les balladeurs n'ont pas atteint leur position correcte.
Une contre-pression peut être créée à l'échappement du cylindre op- posé. Les dimensions du passage--annulaire entre l'arbre et la paroi annulai- re précitée fermant la chambre de pression du cylindre sont calculées de manière que l'arbre des balladeurs soit stabilisé entre deux coussins li- quides sans butée mécanique.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description dé- taillée suivante et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins : - la figure 1 montre l'ensemble d'une boîte de vitesses à trois pignons balladeurs à commande hydraulique suivant l'invention, avec des are rachements ; - la figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un détail de la figure 1; - la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 2, l'ar- bre balladeur occupant une position différente de celle qu'il occupe dans la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3 ; - et les figures 5 et 6 montrent, à plus grande échelle, et dans deux positions différentes, des organes de sécurité représentés à la figure 1.
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tout d;Lbo à la figure on voi une boite de vi cesses indiquée dune façon générale en 1, comportant un arbre menant ou ar- bre d'entrée 2, un arbre menée.ou dessertie.3 et deux arbres intermédiaires supportant des pignons balladeurs. Ces deux arbres intermédiaires sont montés exactement de la même façon, aussi, a-t-on représenté sur le dessin, seulement un seul de ces arbres,à savoir l'arbre intermédiaire 4.
Les arbres d'entrée et de sortie 2 et 3 sont montés de toute façon classique convenable, par exemple au moyen de roulements à billes ou à galets
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5,6 et l'on ne décrira pas ce montage en détail car Il ne fait 'pas partie de 1'invention.
L'arbre intermédiaire 4 tourillonne, par ses deux extrémités, dans deux bagues lisses 7 et 8 (voir aussi figure 2) immobilisées dans la paroi du carter de la boîte de vitesses 1. Les deux bagues 7 et 8, qui sont iden- tiques, ont une forme intérieure spéciale que l'on va décrire en se référant spécialement à la bague 7.
Dans l'alésage de la bague 7 est prévu un chambrage ou gorge annu- laire 11, ayant par exemple une section rectangulaire comme représenté au dessin. Dans cette gorge 11 débouchent plusieurs rainures longitudinales 12 par exemple également de section rectangulaire comme représenté. La gorge 11 et les rainures 12 peuvent d'ailleurs avoir une tout autre section, étant donné qu'elles ne servent que de passage pour l'huile sous-pression, comme on le verra plus loin. Sur le dessin, les rainures 12 sont au nombre de quatre, mais il est bien évident que l'on pourrait adopter tout autre nombre.
On re- marquera que les rainures 12 ne s'étendent pas de part en part sur toutela longueur de la bague 7, mais qu'au contraire l'une de leurs extrémités, celle de droite sur le dessin, débouche dans l'intérieur du carter de la boite de vitesses tandis que l'autre extrémité s'arrête dans la gorge 11.
La douille 7 dépasse extérieurement du carter et sert de centrage à un cylindre 13 fixé d'une façon étanche sur une partie dressée de la face extérieure du carter et muni d'une tubulure 14 d'admission d'huile sous pres- sion. Le fond du cylindre 13 présente intérieurement une surface dressée 15 destinée à servir de butée longitudinale pour l'arbre 4.
L'autre extrémité de l'arbre 4 est susceptible de buter dans le fond d'un cylindre 13' identique au cylindre 13 et muni d'une tubulure 14' d'admission d'huile sous pression.
La disposition est telle que, lorsque l'arbre 4 bute contre le fond du cylindre 13 (comme représenté sur le dessin) la roue dentée 17 solidaire de l'arbre intermédiaire 4 est en¯prise avec le pignon denté 18 solidaire de l'arbre d'entrée 2, tandis que, lorsque l'arbre 4 bute contre le fond de cy- lindre 13', le pignon 21 solidaire de l'arbre intermédiaire 4 est en prise avec la roue dentée 22 calée sur l'arbre menant 2. On remarquera que, dans cette position de l'arbre 4, (figure 3) l'extrémité de gauche, sur le dessin, de cet arbre, se trouve au droit de la gorge annulaire 11 de la bague 7, de sor- te que l'huile sous pression contenue dans le cylindre 13 peut passer autour de l'extrémité de l'arbre 4 dans les rainures longitudinales 12 de la bague 7, en lubrifiant d'ailleurs l'arbre au passage, et tomber dans le carter de la boite de vitesses.
On reviendra plus loin sur le fonctionnement de l'ensem- ble de l'installation.
L'autre arbre intermédiaire de la boite de vitesses peut également coulisser longitudinalement sous l'action de l'huile sous pression envoyée sélectivement dans des cylindres 23, 23' (figure 1).
L'envoi d'huile sous pression dans les cylindres désirée est assu- ré,pax un distributeur d'un type classique convenable quelconque, que l'on a représenté très schématiquement sur la figure 1, par un rotor 25 susceptible d'occuper à l'intérieur d'un stator 26, quatre positions angulaires perpen- diculaires différentes correspondant respectivement à l'envoi d'huile sous pression dans les quatre cylindres 13, 13' - 23, 23', deux à deux sélective- ment. On a représenté une admission centrale d'huile dans le rotor 25, reliée, par l'intermédiaire d'un robinet27 et d'une conduite 28, à une pompe 29 sus- ceptible d'aspirer l'huile contenue dans un bac ou bâche 32. Une soupape de décharge a été indiquée en 33 avec conduite 34 de retour à la bâche 32.
Le stator 26 du distributeur est muni d'une conduite 35 de retour
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à la bâche 32. On voit que, dans la position du rotor 25 du distributeur re- présentée sur la figure 1, l'huile sous pression est admise dans le cylindre
23 et dans le cylindre 13' tandis que les cylindres 13 et 23' sont reliés à la bâche 32 par leurs conduites individuelles, le stator 26 et la conduite commune de retour 35. Le carter de la boite de vitesses 1 est également relié à la bâche 32 par une conduite de retour 36.
Bien entendu, le distributeur 25-26 représenté pourrait être rempla- cé par tout autre type de distributeur.
Il est prévu, par ailleurs, un dispositif de signalisation et de sécurité qui permet de se rendre compte à quel moment l'arbre que l'on fait coulisser atteint la fin de sa course et qui empêche de faire travailler la boîte tant que cette fin de course n'est pas atteinte. A cet effet, chaque cylindre de commande tel que 13 est relié par une canalisation 13a à un cy- lindre de contrôle muni d'un piston de contrôle tel que 37, (voir aussi ' , fig. 5). Tous les pistons de contrôle sont alignés sur un support commun 38 au-dessus duquel est disposée une palette 39 susceptible d'osciller autour d'un axe fixe 42 lorsque l'un quelconque des pistons de contrôle tels que
37 est soulevé par la pression de l'huile à l'encontre d'un ressort de rappel
43. Deux butées représentées schématiquement en 44 limitent la course de la palette 39 vers le haut.
Au-dessus de la palette 39 est dipposé un interrup- teur 45, par exemple du type dit "micro-rupteur" à enclenchement et rupture brusques, dont le piston est susceptible d'être enfoncé par la palette 39 lorsque celle-ci monte sous l'action du mouvement ascendant de l'un quelcon- que des pistons de contrôle. L'interrupteur 45 peut commander le circuit d'un appareil indicateur visuel ou sonore, qui peut être constitué, par exemple, par une simple lampe témoin. Il peut aussi commander un embrayage électro- magné:bique ou hydraulique disposé sur l'arbre de sortie 3 de la boite de vi- tesses.
Le fonctionnement de la boite de vitesses à commande hydraulique que l'on vient de décrire est le suivant :
On peut supposer tous les organes dans la position qu'ils occupent sur la figure 1. On désire mettre le pignon 21 porté par l'arbre 4 en prise avec la roue dentée 22 solidaire de l'arbre d'entrée 2, Bans modifier la po- sition du deuxième arbre intermédiaire. A cet effet, on fait tourner le ro- tor 25 du distributeur d'un quart de tour dans le sens dextrorsum en regar- ' dant la figure 1 et l'on ouvre le robinet 27.
L'huile sous pression débitée par la pompe 29 passe dans la conduite 28, le robinet 27, le rotor 25 du dis- tributeur, la conduite 14 et entre à l'intérieur du cylindre 13 (voir aussi figure 2). -Elle repousse l'arbre 4 vers la droite (en regardant le dessin) jusqu'au moment où l'extrémité adjacente de cet arbre arrive au droit de la rainure 11 de la bague 7 (figure 3) tandis que sont extrémité opposée bute contre le fond du cylindre opposé 13'. A ce moment, l'huile sous pression admise dans le cylindre 13 passe dans la gorge 11 et dans les rainures longi- tudinales 12 de la bague 7, en contribuant au graissage des tourillons de l'arbre 4, puis elle se déverse dans le carter 1 de la 'boite de vitesses. Le pignon 21 est venu en prise avec la roue dentée 22.
Pendant le coulissement de l'arbre 4, l'huile contenue dans le cylindre 13' a été expulsée par la conduite 14' et le stator 26 du distributeur, puis la conduite 35 pour retour- ner à la bâche 32.
Il y a lieu de remarquer que, dès qu'on admet-cI' huile sous pression dans un cylindre de commande quelconque, le cylindre 13 par exemple, la pres- sion de l'huile se transmet par la conduite 13a au piston de contrôle 37 cor- respondant qui soulève la¯palette 39 d'actionnement de l'interrupteur 45.
Pendant tout le temps que l'arbre 4 est entraîné par l'huile sous pression dans le cylindre 13, lepiston de contrôle 37 correspondant est donc maintenu
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soulevé (figure 6) mais aussitôt que l'arbre 4 atteint l'extrémité de sa course, la capacité déterminée par le cylindre 13 et l'arbre 4 n'est plus fermée. L'huile s'écoule librement dans le carter 1 de la bôte de vitesses et la pression tombe brusquement dans le cylindre ainsi que dans la conduite 13a, de sorte que le piston de contrôle 37 correspondant rentre sous l'action de son ressort de rappel 43.
Par conséquent, au cours d'une manoeuvre de l'un quelconque des arbres balladeurs, l'interrupteur 45 se trouve dans une certaine position par exemple ouvert et,dès que la manoeuvre est terminée, il se trouve dans l'autre position (fermée). On conçoit que par fin choix convenable de ces positions, on peut utiliser cet interrupteur à la commande de l'appareil de signalisation ou de l'embrayage précités.
Pour déplacer l'arbre 4 vers la gauche, c'est-à-dire pour le rame- ner dans la position qu'il occupe sur la figure 1, il suffirait d'alimenter le cylindre 13' de la même façon qu'on avait alimenté précédemment le cylin- dre 13 et, pour cela, de ramener le rotor 25 du distributeur dans la position représentée sur la figue 1 ; l'huile contenue dans le cylindre 13 retourne- rait alors à la bâche par la conduite 14, le distributeur 26 et la conduite 35.
On pourrait évidemment appliquer le même raisonnement à l'un quel- conque des deux autres cylindres 23, 23'
On remarquera que, pour chacune des quatre positions angulaires du rotor 25 du distributeur, un des cylindres de chacun des deux arbres inter- médiaires et sous pression et l'autre 'cylindre relié à la bâche. On dispose ainsi que de quatre combinaisons dans les positions des deux arbres inter- médiaires et ceux-ci sont verrouillés dans chacune des positions sélection- nées.
Dans la description qui précède, on a supposé qu'une des extrémités de l'arbre 4 venait buter dans le fond du cylindre 13-13'. Il pourrait être plus avantageux de supprimer cette butée mécanique en appliquant une contre- pression à l'échappement du côté du cylindre opposé. Les dimensions du passa- ge annulaire 13 entre l'arbre tel que 4 et la bague 7 sont calculées de maniè- re que ledit arbre 4 soit stabilisé entre deux coussins liquides sans butée mécanique
A cet effet, le système hydraulique, au lieu de travailler en cir- cuit ouvert comme dans le cas précédemment décrit, devra bien entendu travail- ler en circuit fermé, la conduite commune 35 étant reliée au côté de la pompe 29 opposé à celui d'où part la conduite 28.
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Dans ce qui précède également, on a décrit l'invention dans son application au cas où l'on utilise deux arbres intermédiaires. Il est bien é- vident que notre invention pourrait être appliquée au cas où il y aurait trois arbres intermédiaires ou plus. Dans ce cas, évidemment, le distributeur 26 devra être modifié en conséquence.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisa- tion décrits et représentés qui ont été donnés à titre d'exemples. Elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'in- vention.
C'est ainsi que la structure des cylindres de commande, du distri- buteur d'huile sous pression et de l'appareil de signalisation et de contrôle pourrait être réalisée d'une tout autre façon que celle représentée.
Le palier lisse de l'arbre 4 pourrait être remplacé par un roule- ment à rouleau cylindrique ou un rouleau à aiguilles, permettant le déplace-
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ment axial de 1'arbre
REVENDICATIONS.
1 ) Dispositifs de commande hydraulique de pignons balladeurs de boites de vitesses, caractérisés par le fait que les engrenages balladeurs sont solidaires de l'arbre qui les porte et ce dernier, qui est susceptible ce coulisser longitudinalement dans ses paliers, constitue lui-même un pis- ton à double effet par ses extrémités logées dans des cylindres munis d'un orifice pour l'admission du fluide sous pression et son échappement.