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la présente invention a pour but de rendre semi- automatique ou automatique la manoeuvre et le contrôle des changements de vitesses et de l'embrayage, notamment dans les transmissions pour automobiles.
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les dispositifs conformez à cette invention sont. applicables aux véhicules munie de boîtes de vitesses à trains baladeurs (synchroniseur, orabotages, engrènements) ou de bottes de vitesses à trains planétaires, d'une part, et d'un embrayage à friction, d'autre part.
Ils sont particulièrement remarquables en raison de la simplicité, la sécurité de fonctionnement et la rapi- dité d'action alliée à une synchronisation parfaite des pignons.
Selon l'invention, le dispositif,' qui coopère avec une boite de vitesses et un embrayage de types usuels,est composé d'un distributeur tournant et coulissant commandé par le conducteur, d'un tiroir d'embrayage agissant auto- matiquement pour réaliser le débrayage lors d'un changement de position du distributeur tournant, d'une série de capa- cités élastiques permettant la montée progressive'de la pression pendant le temps de synchronisation des pignons, d'une série de petits pistons qui poussent automatiquement le tiroir d'embrayage lorsque les organes correspondant à la nouvelle vitesse choisie sont entraînés en action, de pistons agissant sur les axes de fourchettes de la boîte de vitesses, et d'un système élastique de rappel au point mort de ces fourchettes.
Un dispositif conforme à l'invention sera maintenant décrit à titre d'exemple en se référant au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 représente le schéma d'ensemble de la combinaison hydraulique de changement de vitesse. L'appa- reil est représenté au " point mort " et " " débrayé ". la figure 2 montre le détail du oouverole de boite de vitesses, l'axe de fourchette étant dans la position qu'il occupe pendant la synchronisation des pignons.
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Les figures 3 et 4 donnent le détail de l'extrémité , du tiroir du changement de vitesse. la figure 5 représente un dispositif limiteur de pression pouvant s'adjoindre au tiroir présélecteur de vitesses.
La figure 6 est une coupe longitudinale du clapet limiteur de pression pour la variante selon la fig. 5.
La figure 7 est une coupe longitudinale d'un dispo- sitif régulateur de débit pouvant être adjoint au tiroir présélecteur de vitesses.
La figure 8 est une variante du dispositif de la fig. 7.
Un dispositif de commande hydraulique de changement de vitesses conforme à l'invention comprend dans son ensem- ble : a) Une source de fluide sous pression qui, dans le cas duplication de l'invention., peut être de l'huile. b) Un bloc distributeur comprenant les servo moteurs qui commandent les débrayages, les passages de vitesses et les réembrayages. c) Des pistons actionnant les axes de fourchettes dans le cas d'une boîte de vitesses à trains baladeurs ou agissant sur des embrayages particuliers dans le cas d'une boîte de vitesses à trains planétaires. d) Un piston assurant,directement ou par l'intermé- diaire d'un levier,le serrage ou le desserrage du méca- nisme d'un embrayage à friction.
En se reportant à la figure 1 représentant schéma- tiquement l'ensemble du dispositif, le liquide contenu dans le réservoir 1 est aspiré par une pompe à pression 2, puis refoulé dans un accumulateur oléo-pneumatique 3 qui maintient une réserve de liquide à une pression
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pratiquement constante grâce à un conjon@teur-disjon@teur
4 interposé entre la pompe 2 et l'accumulateur 3. Do ce dernier, une canalisation 5 alimente en liqui@ e sous pression le bloc distributeur désigné dans son ensemble par 6.
Ce bloc distributeur est constitué des divers dis- positifs suivants :une chemise 7 recevant un tiroir 8, appelé ci-après "prësélecteur de vitesses", et qui, dans la forme de réalisation représentée, est susceptible d'un mouvement de translation et de rotation par manoeuvre manuelle ( levier de changement de vitesse )ou automatique ( sélecteur automatique ), d'un tiroir 9 en appui sur une cuvette 10, elle-même sollicitée par un ressort 11, dispo- sitif appelé ci-après " indicateur de passage de vitesse et de débrayage-réembrayage ", de petits pistons 12 empilés, dont le nombre correspond au nombre de rapp@rts de la boîte de vitesses dont le rôle est lié à celui du tiroir 9 ;
de pistons 13 empilés dont le nombre correspond au nombre de rapports synchronisés de la boite de vitesses, un des pis- tons 13 vient prendre appui sur une cuvette 14 elle-même sollicitée par un ressort 15, dispositif appelé ci-après " capacité élastique ", dont le rôle sera d'assurer et de permettre la synchronisation.
Cet ensemble de dispositifs est relié, d'une part, au réservoir de liquide 1 par une canalisation 16 qui a@ re tous les échappements de liquide, d'autre part, à un piston de débrayage 17 placé dans un cylindre 18, par une canalisation 19; ce piston 17 agit sur le mécanisme d'un embrayage à friction classique 20, en actionnant un levier 21 par l'intermédiaire d'une biellette 22, et d'une vis à rotule 23 servant au réglage d'usure de l'embrayage, le piston assurant, une fois pour toutes, la course de débrayage lorsqu'il vient sur la butée 24.
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Enfin, par un faisceau de 'canalisations 25, dont le nombre correspond au nombre de rapporte de la boite de* vitesses, l'ensemble est relié à un système de commande de vitesses, représenté ici par un couvercle -de boîte de vitesses 26, équipé d'axes de fourchettes 27, ces axes de. fourchettes entraînent, par l'intermédiaire de fourchettes
28, des baladeurs 29 classiques, qui peuvent eux-mêmes engrener avec des pignons, ou également être groupés avec. des systèmes de synchroniseurs et orabotages 30, cas repré- senté sur le dessin.
Dans oe cas de commande de boîte de vitesses, les axes de fourchettes 27 sont déplacés en translation sous l'action de poussoirs 31, disposés à leurs extrémités et mus par la pression régnant à temps voulu dans les canali- sations 25, le rappel au point mort des axes de fourchet- tes 27 s'établit sous l'action de ressorts 32 prenant appui sur des cuvettes 33 et 33' coulissant sur le dégagement
34 pratiqué sur les axes de fourchettes.
Ces cuvettes prennent elles-mêmes appui dans la position point mort, d'une part, sur ces épaulements 35 des axes de fourchettes, d'autre part, sur les paliers 36 du couvercle de boîte.
La fire 2 représente un tel ensemble dans la posi- tion de " synchronisation ", un piston 31 soumis à la pression a déplacé l'axe de fourchette 27, lequel a com- primé le ressort 32 par l'intermédiaire de la cuvette 33 prenant appui sur son épaulement 35, l'autre cuvette 33' restant en place puisqu'elle a gardé un appui sur la face du palier 36.
Dans la position point mort, le ressort 32 est for- tement comprimé, ce qui exige une pression initiale dès le
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point mort, lorsqu'on désire passer une vitesse ; le retour au point mort se fait donc très énergiquement et positivement pour la même raison (on pourrait, comme il a été indiqué précédemment, concevoir un système identi- que mais commandant par exemple des freins à bandes, dans une boite à trains planétaires).
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
On supposera tout d'abord l'ensemble au point mort, le tiroir 8 présélecteur de vitesses comporte en son centre un conduit 37 en liaison, d'une part, avec une gorge cir- culaire 52 au moyen d'un conduit 39, d'autre part, au moyen de divers conduits 40 qui, par leur disposition, peuvent être unitairement mis en liaison avec des gorges circulaires 41, dont le nombre correspond au nombre de rapports de la boite de vitesses, par des conduits 42, ces gorges sont en communic ation avec les pistons 13 et les pistons 12 par des conduits 44 et 43,et avec les pistons 31 commandant les déplacements des axes de four- chettes 27 par les conduits 25.
Au point mort, le tiroir 8 a une position telle qu'aucune liaison n'est possible entre les conduits 40 et les gorges 41, aucun conduit 42 n'étant placé devant les conduits 40, les conduits 42 débouchant dans l'alésage contenant le tiroir 8.
En admettant que l'on parte de la position point mort et qu'il n'existe pas de pression dans l'accumulateur 3, à la mise en marche de la pompe 2, une pression s'éta- blit Immédiatement dans l'accumulateur 3, ainsi que dans la canalisation 5 d'arrivée de liquide sous pression dans le bloc distributeur 6, un conduit 45 permet à la pressior de s'établir dans la gorge 46 du tiroir 9. Avant la montée en pression du système, le tiroir 9 est maintenu en appui
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sur les petits pistons 12 du fait de la poussée exercée par la cuvette 10 sollioitée par le ressort 11.
Dans cette position, la gorge 46 met en? communica- tion le conduit 45 avec le circuit 19, allant au cylindre. de débrayage.18; dans cette position, les conduits? 48 et-.
16 se trouvent obturés.
La pression est donc transmise au piston de débrayage
17 qui assure le desserrage de l'embrayage 20. la pression de débrayage est également transmise à la chambre 49 par le conduit 47 ; cette pression, agit sur la face Si du tiroir 9, en antagonisme avec le ressort 11, lorsque la pression agissant sur S2 équilibre la charge - du ressort 11, le tiroir 9 se déplace de façon que le pis- ton 54 vienne obturer le conduit 19, mais la largeur de la gorge 46 est un peu supérieure à la distance A séparant les conduits 19 et 48, ce qui fait que le liquide sous pression est obligé de débiter dans le conduit 48 au moment et lorsque la pression de débrayage atteint la valeur désirée.
Le conduit. 48 fait communiquer la gorge 46 avec une gorge circulaire 38 pratiquée autour de la chemise 7, une gorge hélicoïdale 59 de petite section part de la gorge 38 pour venir dans une autre gorge circulaire 50 qui com- munique avec l'alésage central 37 du tiroir 8 par le con- duit 51, la gorge 52 et l'autre conduit 39.
Lorsque l'on déplace le tiroir 8 pour commander un passage de vitesse synchronisée par exemple ( cas le plus compliqué ), on place un conduit 40 en face d'un conduit 42 ; à ce moment sont en liaison directe ou dérivée, le piston 31 de commande d'axe de fourchette 27, par la cana- lisation 25, une capacité élastique, c'est-à-dire un
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piston 13 par un conduit 44 et enfin un piston 12 par un conduit 43, le tout distribué par une gorge 41.
Il a été expliqué plus haut comment après l'obten- tion du débrayage, la pression était admise dans le conduit
48, or ce conduit est mis en communication par la manoeuvre qui vient d'être décrite avec un passage de vitesses, la pression est donc immédiatement acheminée par les canali- sations :canal 48, conduit hélicoïdal 59, conduit radial
51, gorge 52, conduit 39, conduit central 37, conduits 40 et 42, vers les canalisations 25, 44 et 43. Comme la boîte de vitesses était préalablement au point mort, il n'y avait pas de pression dans ces canalisations ; la pression monte maintenant dans ces trois canalisations.
Sous l'ef- fet de la pression, le déplacement des organes s'effectue dans l'ordre suivant : la piston 31 pousse tout d'abord l'axe de fourchette 27 qui, par l'intermédiaire de la fourchette 28 et du baladeur 29 vient mettre en contact la bague du synchroni- seur 30 sur le cône correspondant.
A ce moment, la pression commence à déplacer le piston 13 correspondant à la vitesse à passer, ce piston comprime le ressort 15 progressivement jusqu'à mettre en butée la cuvette 14 sur l'épaulement 58 grâce au débit limité du liquide sous pression, passant par la gorge hélicoïdale 59 de la chemise 7.
Ceci permet de synchroniser le passage de la vitesse; en effet, la bague et le cône du synchroniseur 30 voient leur charge augmenter sans pour cela se déplacer (du fait que la bille du synchroniseur 30 ne peut décoller et permettre le crabotage ) jusqu'au moment où la pression, agissant sur le piston 31, à tout moment égale à celle
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régnant sous le piston 13, atteindra la valeur nécessaire pour chasser la bille.
A ce moment, le piston 13 qui avait comprimé le ressort 15 recule rapidement permettant au crabotage de s'opérer immédiatement après l'échappement de la bille.
Les pignons oonsidérés de la botte sont alors en prise.
Lorsque le piston 13, qui avait reculé, a de nouveau recomprimé le ressort 15 sous l'effet de la pression ve- nant de la canalisation 44 considérée, et ceci s'effectue vite du fait du peu de volume à déplacer sous le piston 31 comparativement au piston 13, le liquide sous pression peut alors agir sur le petit piston 12.
A partir de l'instant où la pression régnant dans les canalisations 25, 44 et 43, qui correspondent à la démultiplication de vitesse intéressée,dépasse la valeur de celle régnant dans la canalisation 19 qui maintenait pendant ce temps l'embrayage débrayé, le piston 12 inté- ressé fait achever, directement ou en poussant les autres pistons 12, la course du tiroir 9 en faisant buter la cuvette 10 sur l'épaulement 53.
Dans cette position, la chambre 49, par suite du recul du piston 54 du tiroir 9, met en communication la canalisation 47 par la chambre 49 avec le conduit 16, le cylindre de débrayage 18 est donc mis en liaison avec la canalisation de retour ; le piston 17 refoulant le liquide, l'embrayage 20 se resserrant, le levier 21 et la biellette 22 repoussent le piston 17 ; le réembrayage peut être effectué aveo douceur en freinant le retour du liquide par un étranglement 56 dans la canalisation 16. La gorge 46 du tiroir 9 met franchement en communication les oon- duits 45 et 48, ce qui maintient len pignons de la vitesse considérée en priée puisque toute la pression agit sur le piston correspondant 31.
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Lorsque l'on passe d'une vitesse à une autre, on déplace par rotation ou translation le tiroir présélec- teur 8, ce qui a pour effet de mettre en communication aveo la canalisation d'échappement 16 la canalisation 25 correspondant à la vitesse quittée, le retour du liquide s'effectue au moyen des zones 55 dégagées et toutes re- liées au retour général 16. lorsque la pression tombe lors du retour au point mort d'une vitesse, c'est le piston 12 qui revient en arrière le premier, poussé par le tiroir 9 sous l'action du ressort 11.
Ceci provoque le débrayage; en effet, le processus recommence, la gorge 46 du tiroir 9 met en communication la pression présente dans le conduit 45 avec le conduit 19 relié au cylindre de débrayage 18; pendant ce temps, le retour de la vitesse au point mort s'est effectué rapi*,, dément, l'échappement n'étant pas freiné.
Dans le cas du retour au point mort d'une vitesse synchronisée, le piston 13 correspondant est repoussé dans la position repos par le ressort 15 et l'axe de four- chette 27 revient dans la position point mort sous l'ac- tion du ressort 32.
Les sections sont déterminées de manière que le retour aux points morts des vitesses soit terminé avant que l'admission de pression sur la nouvelle vitesse ne s'effectue.
Dans le cas d'un passage de vitesse sans synchro- niseur, le processus est le même, mais il n'y a pas de capacités élastiques, c'est-à-dire qu'il n'existe pas de piston 13 correspondant.
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Il serait naturellement possible de remplacer le sélecteur de vitesses à commande manuelle 8 de la forme de réalisation qui a été décrite par un sélecteur automa- tique, ce qui rendrait entièrement automatiques les changements de vitesses.
On remarquera que l'invention prévoit, pour le passage de vitesses synchronisées, l'utilisation de capacités élastiques combinées avec une résistance hydrau- lique ( fin conduit hélicoïdal 59 ), afin de faire croître progressivement la pression dans le conduit 25, pendant un temps donné, permettant la synchronisation de la vitesse des pignons de la boite de vitesses avant de les enclencher.
On a déjà proposé des capacités élastiques pour la manoeuvre de boîtes de vitesses, mais leur disposition est telle, par rapport aux autres organes hydrauliques de commande, que ces capacités sont obligatoirement combinées avec un système de clapet permettant un remplissage lent et un échappement rapide, ce qui n'est pas nécessaire avec la combinaison proposée par l'invention,, la résistance permettant le remplissage lent étant placée avant le distributeur et l'échappement s'effectuant directement sans pratiquement aucune perte de charge.
D'autre part, les capacités habituellement utilisées possèdent chacune un ressort, tandis que dans la solution proposée un seul ressort sert pour un nombre quelconque de capacités.
Une autre particularité réside dans la conception du distributeur de débrayage 9 qui est chargé de couper** l'alimentation du distributeur de vitesse 8 tant que la pression dans le cylindre de débrayage n'a pas atteint la valeur qui correspond au débrayage complet.
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Un autre point caractéristique de l'invention consiste dans l'utilisation d'une série de petits pistons 12 se déplaçant dans un même alésage sur le même axe que le tiroir de débrayage-embrayage 9. Des petits pistons reçoivent, chacun leur tour, suivant la démultiplication choisie, la pression envoyée dans le cylindre commandant l'axe de fourchette. Lorsque cette pression a dépassé celle nécessaire au déclenchement des billes du dispo- sitif de synchronisation des pignons, ce petit piston repousse à fond le tiroir 9 lequel met le cylindre de débrayage à l'échappement. L'embrayage se produit.
Le dispositif de retour au point mort des axes de fourchettes constitue encore une autre particularité de l'invention, un seul ressort servent à ramener au point mort l'axe de fourchette quel que soit le sens de dépla- cement de celui-ci et, d'autre part, la force de maintien au point mort pouvant être choisie à une valeur quelconque.
Dans la réalisation représentée et décrite, le dispo@@tif de changement de vitesse proposé est combiné avec un embrayage classique commandé par un cylindre hydrau- lique. Il pourrait évidemment être combiné avec tous sys- tèmes d'embrayage y compris un embrayage électrique. Dans ce cas, il suffirait d'utiliser le déplacement du tiroir 9 pour provoquer les contacts de débrayage ou d'embrayage.
Afin de limiter la pression pouvant s'exercer dans la résistance hydraulique 59, il peut être prévu, en parallèle avec cette résistance, un clapet limiteur de pression, de sorte que, si la résistance hydraulique 59 oppose une contre-pression dépassant la valeur voulue, le clapet permet un passage direct du liquide.
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En se reportant à la figure 5, on voit que, suivant cette variante, la résistance hydraulique, constituée par un conduit hélicoïdal qui était prévu entre les gorges 38 et 50 à la périphérie de la chemise 7; a été supprimée et remplacée par une résistance extérieure 60, qui peut éga- lement être constituée d'un conduit hélicoïdal ; entre les conduits d'arrivée et de départ du fluide 61 et 62 est disposé, en dérivation, un dispositif 63 à clapet limiteur de pression,
Ainsi que représenté à la figure 6, ce dispositif 63 comprend une bille 64 appuyée sur son siège par un piston 65 chargé par un ressort convenablement taré 66, le fluide arrivant sous la bille par la canalisation 61 et sortant par la canalisation 62 qui débouche dans la chambre intérieure 67 contenant la bille, le piston et son ressort.
Il serait également possible de remplacer la résis- tance hydraulique 59 par un dispositif limiteur de débit, tel que représenté aux figures 7 et 8.
En se reportant à ces figures, l'appareil comprend essentiellement un piston creux 71 ou corps tubulaire renfermant un ou plusieurs disques minces 72 percés chacun d'un trou 73, les disques forment une succession de cham- bres ne communiquant entre elles que par les orifices 73, mais permettant à un liquide de circuler d'un bout à l'autre du piston ou corps tubulaire;
Ce dernier est contenu dans un corps 74 aménagé d'une tubulure d'entrée 75 et d'une tubulure de sortie 76,
De plus, un ressort 77 se trouve comprimé par le piston lorsqu'il se déplace dans le sens de la flèche 78.
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Le fonctionnement est aisé à comprendre : unfluide sous pression étant admis par la tubulure 75, 11.rempli tout l'intérieur de l'appareil et ressort en 76, mais etc passage à travers les orifices 73 de diamètre d, orée une perte de charge qui, pour le débit cherché 4 doit être d'une valeur Le ressort 77 est taré en conséquence pour que sa réaction élastique soit égale à quand le piston
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récQUw;cB èl1r-t;ie. llorifice '6, mais sans l'obturer complètement.
Ainsi, en supposant le piston complètement à droite dans le cylindre et la pression dans la tubulure 5 crois- sant depuis zéro, pour une certaine pression en 75 et quelle que soit cette pression, le piston avance dans le sens de la flèche 78, le débit passant à travers les orifices 73 crée une différence de pression entre la partie amont de la capacité de l'appareil (côté admission) et la partie aval- (côté sortie). Cette différence de pression permet au piston de comprimer le ressort 77 et, lorsqu'elle obtient la valeur ,le piston occupe la position 79 dessinée en pointillés. Si cette différence de pression augmente, le piston tend à boucher l'orifice de sortie.
A ce moment, le débit tend à diminuer, donc aussi la perte de charge qui permettrait de comprimer le ressort 77 jusqu'à cette position.
On voit que le débit ne peut pas augmenter, même si la pression augmente, la différence de pression qui est transmise au ressort 77 et qui ne peut croître que si le débit augmente, se trouve limitée par l'écrasement du ressort, celui-ci provoquant la suppression du débit chaque fois que le piston tend à 'dépasser la position 79.
Inversement, si le débit tend à diminuer, le ressort
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repousse le piston vers la droite et la section @@bre de l'orifice 76 augmente, ce qui a pour effet de rétablir le débit demandé.
On pourrait également prévoir une forme de réa- lisation dans laquelle le piston et les orifices en cloisons minces constitueraient deux organes différents.
Ainsi, à la figure 8, les cloisons 82 sont portées par un cylindre fixe 80 dont les extrémités sont en communi- cation avec les extrémités correspondantes du cylindre 81 contenant-le piston mobile 84 repoussé par le ressort 83.
La différence de pression entre le côté amont et le côté aval, différence qui règle la position du piston 84- et en conséquence le débit, est provoquée par le passage du liquide à travers les orifices.
Le dispositif conforme à l'invention permet d'obte- nir un changement de vitesse dans un temps minimum, avec une synchronisation parfaite des pignons indépendante du conducteur, car toutes les opérations : débrayage, synchro- nisation, crabotage et réembrayage s'effectuent dans un ordre chronologique parfait, sans temps mort.
Il serait naturellement possible d'apporter des variantes et modifications à la forme de réalisation représentée sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.