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But de l'Invention -
Le but de la présente invention est de remplacer la. commande actuelle des boites de vitesses classiques par une commande plus rationnelle et de ,ce fait plus commode.
Nous entendons par boite classique- le boites à baladeurs multiples à savoir : a) les boiteo à 2 baladeurs donnant une marche arrière et
3 vitesses avant b) les boitas 'ci 3 baladeurs donnant une marche arrière et
4 ou 5 vitesses avant c) éventuellement, les boites à plus de 3 baladeurs.
La. commande de ces boites qui n'a guère évolué avec les années demeure relativement compliquée. Initialement le bras de commande ..souvent place hors de la carrosserie- était guid par une grille.Ensuite cat venu le bras à rotule placé directement cur le boite.Aetuellement, c'est le bras au tablier eu sous le volant qui de tient la grande vogue.Mais,que. que soit l'emplacement dudit bras, sa poignée devra. toujours parcourir un trajet qui n'est ni. simple ni rationnel pour les diffé-
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rentes vitesses de la boite.La figure I donne schématiquement quelques trajets type.
Commande rationnelle.-
Il y a donc intérêt à remplacer la commande actuelle des boites classiques par une commande que nous dénommerons "rationnelle" ,commande satisfaisant aux exigences ci-après : a) les différentes vitesses seront rangées en une seule file dans leur ordre logique à savoir : marche arrière, point mort , Ire vitesse 2e vitesse , 3e vites- se ,4e vitesse 5e vitesse ,etc. b) le conducteur doit pouvoir passer d'une vitesse quelle qu' elle soit à n'importe quelle autre vitesse sans devoir enclancher les vitesses intermédiaires.
Cette commande rationnelle se présentera au conducteur sous la forme d'un bras unique , se mouvant généralement dans un seul plan ,et parcourant un secteur-, où les vitesses successives sont rangées dans l'ordre sus-indiqué.Un dispositif adhoc sera prévu pour fixer avec précision la position du bras correspondant à chaque vitesse.Sur la figure 2 ,ce dispositif est constitué par une bille d'arrêt portée par le bras et des encoches taillées dans le secteur.
Attaque des Boites classiques. -
Les boites classiques comportent d'une façon très générale deux petits leviers d'attaque.L'un est préposé à la sélection du baladeur à déplacer.L'autre est préposé au déplacement dudit baladeur.
Dans la boite à 4 vitesses que nous prendrons souvent comme exemple,le levier de sélection peut occuper 3 positions.
Ces positions correspondent à la sélection : a) du baladeur de marche arrière b) du baladeur de le et de 2e vitesse c) du baladeur de 3e et 4e vitesse.
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Nous distinguerons ces 3 positions en les affublant respectivement des indices : AR, 1/2 et 3/4.
L'autre levier que nous dénommerons levier de baladeurs pourra également'occuper 3 positions correspondant : a) à la marche arrière ,aux le et 3e vitesses b) au point mort c) aux 2e et 4e vitesses
Ces positions serontrepérées respectivement par les indices : 1/3 , PM, et 2/4 .
Pour enclancher une vitesse déterminée à partir du point mort,il faut tout d'abord'actionner le levier de sélection et ensuite le levier de baladeurs.Si l'on veut,par exemple,se placer en 3e vitesse,on mettra le levier de sélection dur la, position 3/4 et ensuite le levier de baladeurs sur la position 1/3.C'est le chiffre commun dans les deux indices' sui détermine la vitesse enclanchée. 1
Pour revenir au point mort ,il suffit de faire passer le levier de baladeurs sur sa position point mort sans aucune intervention du levier de sélection.
Comme pour passer d'une vitesse à une autre il faut toujours repasser par le point mort ,les deux opérations cidessus décrites comprennent toutes les manoeuvres licites de la boite de vitesses. '
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Il est possible de réaliser une commande rationnelle entièrement mécanique en utilisant deux cames accolées ,l'une correspondant au levier de sélection et l'autre commandant le levier de baladeurs.Les deux leviers seraient attaqués par des poussoirs toujours appuyés,.sur les cames par des ressorts de rappel.Ii suffit alors d'imprimer à l'ensemble des deux cames un mouvement de rotation continu pour passer successivementpar la marche arrière,le point mort et les vitesses avant rangées
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dans l'ordre voulu.La figures M tre 'les 4.
ca.ee- ainsi que les leviers de .élection ($) et de baladeurs (B).On remarquera
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que la. came de sélection est ainsi dessinée que le levier de sélec' tion n'est déplacé que lorsque le levier de baladeurs est au point mort.
En général,contrairement à ce que montre la figure 3, les leviers de sélection et de baladeurs ne seront pas dans un même plan.Il en résulte qu'il sera généralement nécessaire,au moins pour l'un des leviers, d'intercaler entre lui-même et son poussoir une timonerie de renvoi.Si l'on veut éviter cette timonerie,on pourra séparer les deux cames et les nlacer de telle façon que chacune puisse attaquer son levier sans autre intermédiaire que son poussoir. liais, dans cette conseption,c'est le mouvenant de rotation à imprimer, simultanément aux deux cames qui doit faire l'objet d'un-renvoi.
C'est le bras de commande qui communiquera aux cames le mouvement de rotation désiré,éventuellement avec multiplication ou démultiplication.Le bras de commande de la figure 2 convient donc parfaitement pour cet office.
Cependant le problème n'est encore que partiellement résolu parce que le dispositif décrit ne permet pas lorsqu'on veut passer d'une vitesse à une autre de sauter les vitesses intermédiaires.Il faut donc y a.djoindre un perfectionnement.
Une solution simple consiste à accoler à la came des baladeurs une 3e came de rayon constant correspondant à la position point mort et à permettre au poussoir de la came des baladeurs de se déplacer latéralement de façon à glisser sur la 3e came.Dans le cas de la figure 3 où les poussoirs employés sont à galets , c'est le galet seul qui est susceptible de se déplacer latéralement.On peut également envisager un poussoir fixe et un déplacement latéral de l'ensemble des cames des baladeurs et de point mort.
Toutefois,le passage d'une came à l'autre ne peut se faire que lorsque le levier de baladeurs se trouve au point mort.
A cet effet on munira la came des baladeurs et la, came de point mort de rebords empêchant tout mouvement latéra.l.Ces rebords se-
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seront interrompus chaque fois que la came des baladeurs impose la position point mort.
Un ressort de rappel maintient le poussoir ou le galet sur la came des baladeurs.En exerçant une action sur une fourche notée F sur la figure 3 ,on tend à faire passer le galet sur la came point mort. Ce passage s'effectue à la. première interruption des rebords rencontrée.Pour agir sur la fourche en question,on munira,par exemple,la. poignée du bras de commande d'une poignée auxiliaire représentée sur la, figure 2 et que le conducteur pressera contre la poignée principale lorsqu'il voudra sauter certaines vitesses.
Prenons un exemple pour bien faire comprendre la maneuvre.Supposons que la 4e vitesse soit en service et que le conducteur désire descendre en Ire vitesse.Il saisira la poignée du bras de commande en pressant sur la poignée auxiliaire.Il impri- mera ensuite au bras le mouvement nécessaire pour aller vers la.
1ère vitesse.Le premier effet de ce mouvement sera de faire passer le levier-de baladeurs de la position 2/4 à la position point mort.
A ce moment le galet passera sur la came point mort sous l'action de la fourche et le conducteur pourra ainsi sauter la, 3e et la, 2e vitesses.Au moment ou le bras passera en regard de la 2e vitesse, le conducteur lâchera la poignée auxiliaire et le galet repassera sur la came des baladeurs à mis chemin entre la 1ère et la 2e vitesses.En continuant le mouvement du bras la lers vitesse s' enclanchera.
Ce système parement mécanique comporte comme inconvénient une mauvaise unlisation de l'effort manuel exercé par le conducteur sur le bran de commande.Il est donc indiqué de pourchasser au maximum tous les frottements.A cet effet on sera pro- bablernent amené à utiliser des poussoirs à galet.Il sera également indiqué de réduire ,si possible,la. résistance opposée par les leviers de sélection et de baladeurs.Ceci pourrait conduire à la suppression des billes d'arrêt dans la boite,la position desd&ts leviers étant parfaitement déterminée par la position du bras de
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cOIIUl1ande.Ïf.ais ,
pour que ce dernier soit à même de garder sa po- sition malgré les efforts latéraux exercés par les engrenages dans la boite,il devrait être lui-même muni d'une bille d'arrêt maintenue par un ressort puissant. Il faudrait peut-être même recourrir à un cliquet d'immobilisation à dégager de ses encoches par une seconde poignée auxiliaire,ou autre dispositif analogue.
Cette seconde poignée auxiliare ou cet autre dispositif devrait être conçu de telle manière que le conducteur l'actionne inévi" tablement par le seul fait de saisir la poignée principale.
Au lieu de cames animées d'un mouvement de rotation, on peut tailler les profils indispensables aux mouvements des leviers de sélection et de baladeurs dans des pièces destinées à recevoir un simple mouvement de translation.Cette solution peut être moins encombrante.Dans ce cas,le mouvement de rotation du bras de commande devra être transformé en un mouvement de translation par un mécanisme adéquat , soit par exemple une crémaillère ou un système à bielle.
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Commande pneumatique T-
Cette commande a comme particularité de substituer à l'effort manuel,une force empruntée soit à la dépression produite par le moteur en fonctionnement,soit à la surpression produite par un compresseur dont certains véhicules sont munis.
Dans ce texte et dans un but de simplification,nous supposerons que l'effort est fourni par la dépression,03 qui est actuellement le cas fréquent. Mais tous les dispositifs décrits demeurent valables si,au lieu de dépression,on est amené à utiliser une surpression.
Pour assurer la commande pneumatique,le levier des bala- deurs est rendu symétrique et ses deux extrémités seront attaquées par des tiges de pistions lesquels glissent dans des cylindres dont le haut peut être mis en communication au moyen de robinets, clapets,soupapes,ou autres dispositifs analogues,soit avec la pression atmosphérique,soit avec la dépression, (voir fig.
4)
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Deux ressorts de rappel tendent à maintenir le levier de baladeurs dans la position point mort.Dans cette position, les hauts des deux cylindres CI/3 et C2/4 sont tous deux à la pression atmosphérique.Si nous admettons la dépression dans le haut du cylindre C 1/5,par exemple,le levier de baladeurs se mettra dans la position P 1/3.Simultanément,leressort de rappel
T 1/3 va se tendre.Dansle cas de la figure 4 où on utilise des robinets à tiroir ,on obtient la maneuvre ci-dessus décrite en exerçant une pression dur le tiroit du robinet R 1/3.
Dés qu'on cesse cette pression,le tiroir revient à sa position de repos sous l'action d'un petit ressort de rappel, le haut du cylindre est à nouveau en communication avec la pres- sion atmosphérique et le levier de baladeurs revient à la position PM (point mort) sous l'action du ressort de rappel T 1/3.
De même,si nous désirons mettre le levier de baladeurs dans la position P 2/4,nous exercerons une pression sur le tiroir du robinet R 2/4.
Les cylindres à dépression peuvent être à piston unique comme indiqué sur la figure 4 ou à piston doubleou/ même multiple.La solution la plus favorable dépendra de l'emplacement disponible et des conditions particulières à chaque cas.
Le dispositif pourra être amélioré en accordant une course libre au piston avant l'attaque du levier.L'énergie cinétique que le piston aura acquise avant l'attaque viendra en addition au travail exécuté par la dépression.Cela permettra de travailler avec des cylindres moins encombrants.
L'équipement du levier de sélection sera identique à celui qui vient d'être décrit pour le levier de baladeurs. Les positions du levier de sélection étant: AR , 1/2 et 3/4 ,on prendra la position médiane P 1/2 connue position de repos.C'est dans cette position que les ressorts de rappel tendront à ramener le levier.L'équipement est le même que celui de la figure 4 sauf toutefois que les cylindres , pistons/robinets et ress/orts de rappel porteront les indices AR et 3/4.
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Pour la commande de l'ensemble par un bras analogue à celui de la figure 2 ,il ne suffit pas de ranger les quatre robinets dans un ordre adéquat.Certains robinets doivent pouvoir être commandés d'endroits différents.Pour avoir cette possibilité, il faudra dans une certaine mesure renoncer à l'attaque directe du tiroir du robinet.Cette attaque se fera de préférence par l'intermédiaire de leviers ou pédales.Cette attaque par pédales permet d'ailleurs à ces dernières de n'avoir qu'une course faible et,en particulier,bien plus faible que la course du tiroir lui-même. Sur la figure 4 on peut voir une conception de commande de tiroir par pédale.
La figure 5 montre la disposition du bras.On.y voit que le robinet R 1/3 doit être muni d'une pédale triple K 1/3.
Le robinet R 2/4 est muni d'une pédale double K 2/4 et le robinet R 3/4 est muni d'une pédale allongée K 3/4.
Le bras de commande portera deux saillies,l'une cor- r espondant aux pédales K 1/3 et K 2/4 relatif au levier de baladeurs ,et l'autre correspondant aux pédales K AR et K 3/4 relatives au levier de sélection.
Ces saillies abaisseront les pédales en passant dessus et cela provoquera l'enfoncement des tiroirs de robinets.Les saillies et les.pédales seront profilées de façon à faciliter l'ef facement progressif de la pédale sous la saillie. Cette dernière peut d'ailleurs être remplacée par un galet.
Les dimensions des pédales seront choisies de façon satisfaire à la condition que ,lors de l'enclanchement d'une vitesse, le levier de sélection doit être actionné avant le levier de baladeurs.La pédale K 3/4 est de forme allongée pour que le levier de sélection demeure fixé dans la position P 3/4 pendant tout le temps où le bras se promène sur les 3e et 4e vitesse.
Pour avoir la possibilité de sauter certaines vitesses,. la, poignée pricipale du bras de commande sera munie d'une poignés auxiliaire qui,lorsqu'elle est pressée contre la poignée
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principale,soulève la saillie correspondant au levier de bala- deurs.La manoeuvre est des plus simples.Supposons qu'on désire passer directement de 4e vitesse en lere.On saisit la poignée principale en pressant la poignée auxiliaire et on pousse le bras jusqu'à la position de lere vitesse.A cet endroit on lâche la poignée auxiliaire,et d'ailleurs en même temps,la poignée principale puisque l'opération est terminée.Rien n'empèche d'aildans la conception présente de se servir systématiquement de la poignée auxiliaire même quand on ne !doit pas sauter de vitesses.
Cette poignée auxiliaire pourrait être conçue de telle façon qu'en saisissant la poignée principale on actionne inévitablement et inconsciemment la poigéne auxiliaire.
Le bras à saillies/peut être le bras de commande lui-même.Dans ce cas les robinets avec leures pédales doivent être amenés jusque sous le volant ou se trouve le bras.ou bien on fera appel à un bras de commande séparé sous le volant attaquant un axe au bout duquel se trouve le bras à saillies.Cette dernière conception nécessite une timonnerie plus importante pour renvoyer l'action de la poignée auxiliaire.
Au moment où l'on change. de vitesse.le papillon d'accélération est à peu près fermé et la dépression au moteur est très forte.Le changement s'opérera sans difficultés.Mais,il peut arriver qu'étant enclanché sur une vitesse déterminée,le conducteur fasse peiner son moteur.La dépression peut devenir Insuffisante et le levier de baladeurs peut revenir de lui-même au point mort.Cela peut être une indication pour le conducteur qu'il aurait dû passer sur une vitesse inférieure.
Mais cela. peut entrainer des inconvénients que l'on pourra éviter en utilisant dans cette conception pneumatique,la technique du verrouillage qui sera décrite plus loin.Dancette technique lorsque le levier soit de sélection, soit de baladeurs arrive dans une position au- tre que celle do repos,il y est automatiquement verrouille et la cause qui a entraîné le mouvement.,dans le cas actuel la dépression! peut cesser d'agir sans inconvénieuts.
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Au lieu d'une commande mécanique on peut,dans le sys- tème précédent,trouver avantage à commander les robinets à dis- tance par un dispositif électrique,
On peut obtenir ce résultat de la façon la plus simple en utilisant des bobines magnétisantes agissant sur les tiroirs des robinets.La figure 6 donne l'aspect d'un.robinet à tiroir commandé magnétiquement.Le tiroir doit évidemment être en métal magnétique.Par contre,le corps du robinet doit être en métal non magnétique.
Il est toujours entendu qu'au lieu de robinets,on peut employer d'autres dispositifs à même effet,soit des clapets; des soupapes,etc.
Dans la conception présente,le dispositif de commande général devient un simple commutateur électrique peu encombrant et ne réclamant aucun effort pour être manié.
L'énergie électrique nécessaire sera évidemment empruntée à la batterie de la voiture.Et comme dans toute batterie de voiture,un des pôles se trouve à la masse ,c'est de ce côté que le commutateur sera inséré.Son rôle consistera uniquement à contacter avec la masse les retours des bobines magnétisantes controlant les tiroirs des robinets.Lorsqu'un retour est mis à la masse,le courant traverse la bobine correspondante et le tiroir intéressé plonge en mettant sous dépression le cylindre voulu.
La figure 7 montre la disposition du commutateur.Le bras de commande porte deux frotteurs mis à la masse.L'arrange-
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ment est analogue à celui de la figure 5 relatif â, l'attaque mécanique des robinets.
Pour avoir la possibilité de sauter certaines vitesses, il suffira de prévoir pur la poignée du bras de commande un bouton presser connecta de telle façon que lorsqu'il est pressé, le frotteur circulant sur la rangée des plots correspondants
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aux !:nJadoll1'u c::.:. rj)î!1.rr) en communication avec la masse.La manoeuvre d:rrt¯.rw i-J'-ntiqu-'1 \ décrite ci-dessus dans
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le cas de l'attaque directe des robinets.On peut également pres- ser le bouton systématiquement chaque fois qu'on actionne le bras même si l'on n'a pas l'intention de sauter des vitesses.L'on peut donc donner a ce bouton une configuration telle qu'il soit inévi- tablement pressé du seul fait de saisir la poignée du bras de commande.
On pourrait critiquer- cette conception électr-pheumatique parce que le courant doit circuler dans les bobines des robinets en service pendant.toutle temps où une vitesse doit demeurer en- clanchée,donc pratiquement pendant tout le temps de circulation du véhicule.Cet inconvénient est faible car il s'agit d'une.faible consommation.Si néanmoins,on désire l'éviter,on utilisera la technique du verrouillage dont il sera question plus loin.
Dans les figures 6 et 7 les circuits électriques sont dessinés en traits interrompus.Cette convention sera respectée dans les figures ultérieures.
Commande Electrique. -
Si on remplace les cylindres à vide de la figure 4 par des électro-aimants à plongeurs attaquant directement les leviers de sélection et de baladeurs,on aura réalisé un dispositif électrique ou plus exactement électro-mécanique.Comme cette conception entraine l'utilisation d'électros relativement puissants, il est indispensable d'examiner les facteurs susceptibles de réduire l'encombrement des électros et leur consommation de couran t.
On emploiera des électros à carcasses construites avec des métaux ayant d'excellentes qualités magnétiques.Il est probable que le plongeur le plus adéquat soit celui à bout conique avec bouchon de fin de course.Ceci en raison du bon étalement de sa courbe donnant les efforts de traction en fonction de la position du plongeur.
Toujours dans le but de diminuer l'encombrement et la consommation de courant,on permettra au plongeur de jouir d'une
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couse libre de 25% par exemple de sa course totale.
Gomma, de toutes façons,et malgré les précautions prisen. la consommation de courant demeurera relativement importante,il est tout indiqué de profiter de l'énorme augmentation de leffort moteur de l'électro lorsque le plongeur arrive à fin de course pour réduite a ce moment l'intensité du courant.On utilisera à cet effet une résistance électrique court-circuitée insérée dans le circuit de la bobine de l'électro.Dés que le plongeur arrive à fin de course,automatiquement le court-circuit de la résistance est supprimé et l'intensité du courant se réduit.
Cette intensité réduite doit être calculée de façon que le plongeur se maintienne sans peine à fin de course malgré l'effort exercé sur lui par le ressort de rappel.
C'est l'effort résistant opposé par le bonhomme d'arrèt qui détermine la puissance du ressort de rappel à employer. on pourrait donc songer à supprimer ce bonhomme.Cela diminuerait considérablement l'effort à vaincre pour actionner le levier.Le ressort de rappel pourrait donc être relativement faible et 1' électro-aimant pourrait être moins puissant et moins encombrant.
Mais,dans ce cas,c'est uniquement sur l'effort exeercé à fin de course par le courant sur le plongeur qu'il faudrait compter pour contre-balancer l'effort du ressort de rappel et les efforts latéraux exercés sur le baladeur enclanché pendant le fonctionnement de la boite.Il serait bon toutefois de conserver une encoche avec bille d'arrêt assez molle pour marquer le point mort.
Pour ce qui concerne le levier de sélection,on pourra se contenter d'un seul électro.On utilisera,par exemple,un ressort de rappel maintenant le levier dansla position P 3/4 qui est la position de fonctionnement la plus utilisée.Cette position ne nécessite donc aucune dépense de courant pour le levier de sélection bien entendu.
En admettant ensuite un courant réduit dans l'électro ce dernier amènera. le levier dans la position P 1/2.0' est natu- rellement une résistance qui limitera le courant.Si,ensuite,
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on court-circuite cette résistance,le plongeur franchira le gros obstacle que constitue le bonhomme de marche arrière et amènera le levier de sélection dans la position P AR.Dans cette concep- tion à. un électro pour le levier de sélection,il importe donc de garder le bonhomme d'arrêt de marche arrière relatif à ce levier..Mais, il pourrait être plus faible.
Dans les boites à 4 vitesses notamment , ce bonhomme d'arrêt est/ extrêmement dur uniquement pour prévenir une erreur du conducteur qui confonde- rait aisément la position de marche arrière et la position de 1ère vitesse avec les bras actuellement en usage.Cette confusion n' est plus possible avec le .bras de commande rationnel objet de de la présente invention puisque à.partir du PM (point mort) le bras doit être poussé vers; l'avant pour la marche arrière et tiré en avant pour la lere vitesse.
A fin de course du levier de sélection dans la position
P AR ,il convient comme décrit précédemment de réduire le cou- rant par l'insertion automatique d'une résistance électrique.
Les courants utilisés dans la présente conception élec- trique étant importants,il n'est pas du tout indiqué de les cou- per au moyen du commutateur de commande.On utilisera des relais intermédiaires de façon que le commutateur n'ait à opérer que sur des courants faibles.
La figure 8 donne le schéma complet du dispositif avec les électro-aimants,les relais L ,les résistances électriques W, les interrupteurs de fin de course I ,les ressprts de rappel T et le commutateur N.Ce dernier ne diffère de celui dessiné sur la figure 7 que-par la position du secteur attaquant le levier de sélection.Ceci provient de ce que ,dans la. conception électro- pneumatique,c'était la position P 1/2 qui avait été choisie comme position de repos.Tandis que dans la conception électrique à un électro c'est la position P 3/4 qui est choisie comme position de référence.Si on avait utilisé deux électros pour actionner le levier de sélection ,c'est également la position P 1/2 qui au- rait été choisie comme position de reposa.
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Technique du Verrouillage.-
Dans les systèmes qui ont été étudiés jusqu'ici,sauf dans la conception mécanique,l'agent moteur dépression,surpression ou électricité, doit maintenir son action quand les leviers de sélection et de baladeurs sont dans une position autre que celle fixée par les ressorts de rappel.cette dernière position est dénommée position de repos pour la facilité de l'exposé.
Pour se libérer de cette sujétion,on peut employer des verrous automatiques qui bloquent les leviers dans leurs positions autres que celles de repos.Dés lors l'agent moteur peut cesser d'agir et,si cela comporte un intérêt,il sera automatiquement coupé dés que le verrou est placé.
Dans le cas de la commande pneumatique, il. n'y a guère d'intérêt à couper l'action de la, dépression à fin de course . de l'un ou l'autre levier.Mais le verrou demeure néanmoins inté- ressant pour parer au cas où la dépression deviendrait insuffisante pour maintenir les leviers en place.
Dans les conceptions électro-pneumatique et surtout électrique,il y a intérêt à couper le courant lorsque les leviers sont arrivés dans la position de travail.Le verrou y sera donc utilisé avec adjonction d'un interrupteur automatique qui coupe le courant dés que le verrouillage est effectif.Dans le système électro-pneumatique,le courant à couper est celui circulant dans les bobines magnétisantes des robinets.Dans la conception électrique,le courant à couper est celui des gros électro-aimants d'attaque des leviers. Cette dernière coupure doit se fa-ire par
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l'jterm6diairc d'un relai.
La figure 9 montre une conception possible des verrous (V) ainsi que des interruplteurs de courant (1).Les verrous agis-
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sent dJrecLCM0Dt Lur les leviers par l'intermédiaire d'un tamtour qui 1'LIY' est, solidaire.C'est un ressort qui dptprmine le verrouillage au moment où une encoche dans le tambour se présente à hauteur du cliquet de verrouillage.
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Le v'e;j"'o!Jl1ago se fait donc automa,ti4uFmPnt au ma-
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ment voulu.Il n'en est pas de même pour le déverrouillage.
Pour cette opération,on interviendra,par exemple,en utilisant de pe- tits électros à plongeurs ainsi montés que la circulation d'un bref courant dans leurs bobines détermine le déverrouillage. sur la figure 9 on peut voir les conceptions schématiques du verrou pour levier de baladeurs et du verrou pour levier de sélection.Les deux verrous comportent leur électro de dégage- ment,leur ressort d'engagement et leur interrupteur de fin de course.
Si l'on emploie la technique du verrouillage,le commutateur devient un peu différent de ceux précédemment étudiés.
Effectivement,outre les électro-aimants ou robinets relatifs au leviers de sélection et de baladeurs,le commutateur doit commander le déverrouillage des leviers.On est,de ce fait,con- ' duit à un bras comportant 4 frotteurs à la masse.Dans l'ordre où ils se présentent sur la figure 9 ,on rencontre le frotteur relatif au levier de baladeurs ,le frotteur relatif au déverrouillage du même levier,le frotteur relatif au levier de sélection et enfin le frotteur relatif au déverrouillage de ce dernier levier.
Lorsque le bras de commande quittera la position correspondante à une vitesse,il doit avant toute chose, rencontrer un contact de déverrouillage,sans quoi,rien ne se produit.Comme cette rencontre doit se faire quel que soit le sens dans lequel on meut le bras ,les contacts de déverrouillage se présenteront utilement sous forme de secteurs occupant au maximum l'espace entre deux vitesses sans toutefois empiéter sur l'emplacement des vitesses elles-mêmes,car quand le bras est sur une vitesse il faut qu'il y ait verrouillage.
Pour la marche arrière le commutateur N de la.figure ? est un peu plus compliqué car,dans cette position,le verrou de sélecteur est enclanché aussi bien que le verrou de baladeurs. pour revenir de la position marche arrière à la. position PM,il
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faut que les deux verrous soient successivement libérés en commençant par celui des baladeurs.
Pour sauter certaines vitesses,on emploiera comme pré- cédemment un bouton poussoir sur la poignée du bras de commande permettant de déconnecter de la masse le frotteur relatif au levier des baladeurs.
C'est dans la conception électrique que la technique du verouillage comporte le plus gros intérêt.Effectivement,si on emploie cette technique ,les électro-aimants ne consommeront du courant que pendant le temps très bref de la course du plon- geur.Ils demeureront ensuite inertes pendant un temps qui sera toujours très long comparé à celui de l'action.Dans ces con- ditions ,les électro-aimants pourront être surchargés sans in- convéniente et on pourra leur faire subir un wattage jusque @ quadruple de leur wattage normal ce qui aura comme conséquence qu'on pourra recourrir à des électros moins encombrants et moins ' coûteux.
Le figure 9 montre le schéma complet de l'application de la technique du verrouillage dans le cas de la conception 'électrique.Le levier de sélection est commandé par un électro unique et il n'est verrouillé que dans une position ,la. posi- tion P AR (marche arrière) parce que c'est pour l'amener dans cette position qu'il a été nécessaire de consentir une forte consommation de courant.
Rien ne s'opposerait à ce qu'on utilise deux électros pour actionner le levier de sélection qui serait dés lors ren- du symétrique comme le levier de baladeurs.On pourrait suppri- mer le puissant bonhomme d'arrêt de mar.che arrière et le levier de sélection deviendrait d'un déplacement très aisé.Il pourrait être actionné par des électros tout-à-fait modestes et peu en- combrants.Cette solution est peut-être aussi intéressante que celle de l'électro unique.On demeure libre dans cette solution à deux électros d'employer ou non la technique du verrouillage pour le levier de sélection.
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Lampes-Témoins.
Quel que soit le système utilisé parmi ceux décrits ci-dessus,on peut avoir recours à des lampes témoins qui s'allument lorsqu'une vitesse est correctement enclanchée.L"intérêt de ces lampes est de signaler au conducteur que les leviers de sélection et de baladeurs sont bien allés dans la position voulue et dans l'ordre prescrit.Subsidiairement ,elles indiqueront au conducteur quelle est la vitesse enclanchée.
Il y aura une lampe pour signaler la marche arrière et une lampe par vitesse avant.Dans une boite à 4 vitesses,nous aurons donc 5 lampes.Ces dernières sont commandées par un réseau d'interrupteurs qui donnent contact à fin de course de levier de baladeurs et à chacune des trois positions possibles du levier de sélection.
;La figure 10 montre la disposition desdits interrupteurs tant au levier de sélection qu'au levier de baladeurs.
Pour jouir d'une bonne indépendance des circuits les contacts sont doublés sur les bâtis des interrupteurs I 3/4 et I 1/2.
C'est une encoche sur le tambour solidaire de chaque levier qui détermine le moment d'établissement d'un contact.
La figure II montre la façon dont les interrupteurs et les lampes témoins sont interconnectés.Tous les interrupteurs mentionnés ne seront pas nécessairement des pièces nouvelles.Certaines montures précédemment prévues pour des interrupteurs de fin de course pourront moyennant l'adjonction de contacts supplémentaires servir à la commande des lampes témoins.
La place rationnel des lampes témoins notées J sur la figure II se trouve sur le commutateur de commande dans le cas d'une solution électrique ou sur le secteur de commande dans le cas d'une solution mécanique ou pneumatique.Chaque lampe sera évidemment placée en regard de la vitesse qui lui correspond et pourrait éclairer un chiffre indiquant cette vitesse,disposition intéressante pour la nuit.
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Une autre solution plus simple consisterait à clamrander les lr:l::es-'LfJI1oin par le bras du ccianutateur lequel porterait dés lors un trotteur supplémentaire mettant à, le. masse la sortie Uo la i.a.r.¯4-. t,>r..o in correspondante à la vitesse indiquée par le bra8.!.:?";.t:,'ians cette disposition, les lampes-témoin ne contrôleraient pas le bon eaclanchen'ent du baladeur Sl0Ctionné. Potir que ce contrôle puisse se faire* il suffirait de disposer d'un interrupteur unique supple?;n;n"c.air'e intéressant toutes les lampes et ne donnant contact que si le 1a J.a.deur sélectionné est bi./j- 9nclauuhe.
Cet interrupteur unique serait par exemple monté sur le levier de verrouillage comme les interrupteurs I o R Et 1.V \2.: :.a figure 12 avec cette différence toutefois que le contact ce ferait lorsque le galet de ver1ùouila.ge tomberait dans l'une dpc- encoches du tambour du levier des bgladeuro.
Le levier des L3.i.?:;tlr.:I devrait donc être l fond de course clans l'un ou l'autre sens pour que les lampes témoin puisse s'a.7.lt:r:car.
Si 01; L; 1;.:LtJE un dispositif d'embrhyage et. de débraya- ge automatique analogue à. celui décrit ci-après, cet interrupteur unique devient superflu car l'embrayage na se fera que' ti le levier des baladeurs est à fond de course dans l'un ou l'autre sens.Dans ces conditions ,les lampes-témoin peuvent n'être que sous la seule commande du frotteur adhoc porte par le bras du commutateur. un peut estimer inutile d'avoir plusieurs lampestémoin et se contenter d'une lampe unique qui n'allume lorsque
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le baladeur sélectionne est, bien enclanclxc,quel que soit ce baladeur et quel que coit le sens dans lequel il a été envoyé.
Il suffit pour cela de commander cette lampe unique par l'inter- rupteur unique ci-densus décrit. Cette- solution extrêmement rim-
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pie ne comporte tucuii rnI6érirl tsupplémen taire si ce n'est l'empc le et son 6ocl{ot s lubî que les contucto à placer sur le levier de verrouillage ou sur le levier rif r.ise en circuit de la résistance Iiraitutiucr: de courant l:ne;. ?#)
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V,m'hray.ag2--p-t, Débraynge Automatiques.-'
L'embrayage et le débrayage automatiques sont à l'ordre du jour.Plusieurs dispositifs sont mis à contribution et notamment des appareils mettant à contribution la dépression au moteur.Parmi ces dispositifs on peut citer le servo-débrayeur Bendix.
Le présent paragraphe a pour but de montrer que la commande rationnelle décrite dans les présentes pages est compatible avec le débrayage automatique par dispositif utilisant la dépression au moteur.
Le servo-débrayevr ne sera pas décrit ici.On trouvera des descriptions dans les traités classiques de l'automobile.-
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La seule chose qui nous intéresse en ce mù.zrr;< .-,. t. 'O!Jlrnande du servo-débrayeur.ldous choisiras une -.:úm,:l..ndú Pd.- Id"iilJet du type de la figure 6 ou tout autre dispositif analogue.Dés qu'on admet le courant dans la bobine magnétisante,le tiroir du robinet plonge et la dépression est admise dans-le cylindre du servo-débrayeur.Le débrayage s'effectue.Pour embrayer,il .suffit de couper le courant.
Il est donc tout indiqué de prévoir un interrupteur sur la poignée du bras de commande ainsi conçu que le simple fait de saisir cette poignée entraine le passage du courant dans la bobine du robinet et ,par conséquent,le débrayage.
Dans plusieurs des conceptions ci-dessus étudiées,un bouton-poussoir est déjà prévu dans la poignée du bras de commande pour la saute de certaines vitesses.On exécutera donc un bouton à double effet qui .pressé , supprimera la mise à la masse du frotteur relatif au levier de baladeur d'une part et d'autre part donnera passage au courant vers de robinet de Bendix.
Pour l'embrayage,la situation se présente autrement.
Il serait dangereux de compter sur le bouton de poignée pour le réaliser.Effectivement,lorsqu'on lache ce bouton,deux opérations vont se passer simultanément : d'une part l'enclanchement d'un baladeur et d'autre part l'embrayage.Cette simultanéité est
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@ pour la boite de vitesse.Le baladeur doit se placer. soired et l'embrayage doit suivre.Pour obtenir le résultat dé- siré,on montera un interrupteur de fin de course sur le levier de baladeurs. 3' il en existe déjà un ,on ajoutera sur la.
monture ces contacts supplémenta.ires.Cet interrupteur sera connecté en parallèle sur l'interrupteur de débrayage prévu dans la poignée du bras.Tant que le levier de baladeurs n'est pas dans une posi- tion de travail ,le contact demeure établi à l'interrupteur de fin de course et la voiture reste débrayée.Lorsque ,par contre, le levier de baladeurs atteint une des positions de fin de course, soit P 1/3 ou P 2/4 ,le contact se rompt et l'embrayage s'effectue.
La figure 12 montre le schéma des connexions.On y voit le bouton à double effet dans la poignée du bras du commutateur N.
On y voit également un interrupteur de fin de course I à deux paires de contacts indépendants.L'une des paires coupe en fin de course le courant dans les électro-aimants attaquant le levier des baladeurs (technique du verrouillage) et l'autre paire coupe le courant dans la bobine magnétisante du robinet de Bendix,ce qui provoque l'embrayage.
La figure 12 montre encore cette particularité que , lorsque le levier des baladeurs est au point mort ,le courant circule nécessairement dans la bobine du robinet et la voiture est toujours débrayée.Ceci est sans inconvénients.Si l'on arrête le moteur,l'embrayage se fait par suite de la disparition de la dépression.A ce moment,toutefois,le courant continuerait à circuler dans la bobine du/ robinet R de Bendix.Pour éviter cette dépense de courant pendant le repos de la voiture,on s'arrangera pour la clef de contact pour l'allumage contrôle également le courant dans la bobine du robinet.Dés lors,lorsqu'on coupe l' allumage,on coupe simultanément ce courant indésirable.
Ce contact solidaire de la clef d'allumage est noté sur la figure 12 par la lettre/ G.
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Remarques. -
1.- Les dessins sont purement schématiques pour ce qu touche aux pièces détachées employées.Ainsi les ressorts de rappel sont uniformément représentés sous la forme de ressorts héli eoldaux linéaires. Il est bien entendu qu'on peut leur substituer tous types de ressorts qu'on estimerait mieux indiqués. De même, pour la commande de l'aire sans les dispositifs pneumatiques ton n'a représenta que des robinets à tiroir à l'exclusion de tous autres types de robinets ,ou clapets ou soupapes.Encore la représentation est-elle sommaire car les joints d'étanchéité en général indispensables ne sont pas figurés.
2.- Pour éviter toute possibilité de fausse manoeuvre on peut munir d'une façon systématique le bras de commande d'une poignée auxiliaire attaquant un cliquet d'immobilisation destiné à s'engager dans les encoches prévues sur le secteur et fixant les positions possibles du bras.Le conducteur sera donc obligé de serrer la poignée auxiliaire pour libérer le bras et cette opé ration doit également supprimer la. communication à la masse du frotteur relatif au levier des baladeurs et permettre ainsi de
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sauter des vitesses.Even tuelle:nent'le serrage de la poignée auxiliaire provoquera en outre le débrayage automatique par la mise sous tension de l'électro du robinet commandant le cylindre à vide de servo-débrayage.
3.- En cas d'emploi de boite de vitesse à 3 vitesses avant et une arrière,toutes les descriptions ci-dessus demeurent valables,mais'les dispositifs se simplifient car le levier de sélection ne peut occuper que 2 positions : l'une relative à la marche arrière et à la 1ère vitesse et l'autre relative aux vi- tasses 2 et 3.Dans ce cas, il est rationnel de maintenir par ressort de rappel le levier de sélection dans la position 2/5.Un ectro aimant de faible puissance -ou un cylindre à vide peu encombrant- suffira peur 'amener le levier dans la, position AR/1.
Dans les boites à 5 vitesses avant et une marche arrière
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l'.-jJeptaii, j: don dispositif;; \rCr1. , es lm:;.(;Ula,E:.o - r:.:rt:wIlz,c.mCW1 t ï.. r vitesses est G.,l1..1i mentionne dnas la figure 3.('j l'O::;tt\'n du levier de sélection sont dans l'ordre : AR/1 ? 4/5 e , /0 .11 plh1t logique de choisir comme position de Jfh'f'ne fixet par les ressorts de. iaxp..:7.,La position 4/5 et de faire la cc.=.r;:^.^,.ic: S:I'm:' ,.1r':'(.'lH::m(nt pur deux éleatros ou deux c:y7,e.rctrc:s :: vidt. Rien il cl<< rtG;:- pour ce qui concerne le levier des baladeurs dans les dispositifsécrits.
4.- en aura souvent intact à résrminer selon le
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dispositif adopta le problème du bloquQ,se des baladeurs par bille:- d'arrêt. il y a avantage,cens la mesure du pO:i;lble1[:: supprimer ou d'adoucir les efforts requis par ces billes de' façon à pouvoir utiliser des dispositifs soins puissants et moins encombrants.
Dans la boite à 4 vitesses avant et une marche arrière)
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les tria positions du levier des 1::a ldeurs ,à savoir: 1/3 , PM,et 2/4 sont marquées par une bille d'arrêt..pour le levier de sélection,seule la position de marche arrière est marquée par une bille d'arrêt,caci ppur prévenir les erreurs, Dans la boite à 3 vitesses et un marche arrière, les positions du levier de sélection ne doivent, pas être bloquées; par bille d'arrêt.
Si l'on adopte la, selution mécanique de 1-?. figure 3,
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on pout supprimr-r toute bille drr3t et la fixation des positions des leviers de baladeurs et de je fora sans aucune acbiëuite par un cliquet ù' ir::w:üt.llÏ3atlolJ s,ttu par une poigne suxiliairs fixée au bras de CCn1!,,::.w\le.
Gi l'on adopte l'une des autres sortions -et surtout
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si on a recours à la trohniaue du verrouillage ,on ne doit fixer par bille d'arri, au levier des baladeurs que la position 1'.L'. ,lec positions 1/3 et :2/1 {tant waint;enues soit par le verrouillage ,soit par les élc.;tro-a.irnrnts= ou les cylindres à vide.Cette bille puxra ttI'! tr6l douce car elle ne devra en aucun cas rrciS1,f'!, s. une pounijc:B ls:t'iale..c,ur le levier de tsé-
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lectiou s t- un prnuloie le dispositif asymétrique {C'est-à-dire ne corr.or.KTtu'n ncul flectru ou un seul cylindre à vide) on conservera Ja 1 I j 1. #? d'orvet peur marquer la position AR.MaiStSi on 1- p 1':n-.,J-':P fera. marquer par la bille la position 1/2. Ce iv.rquage pourra être extrêmement léger,
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Caractères Distinctifs de l'Invention.
I.- La présente invention propose pour la commande des boites de vitesses classiques de véhicules automobile& un bras de comman- de rencontrant les combinaisons de vitesses dans leur ordre lo- gique,à savoir : marche arrière,point mort,lere vitesse,2e vites- se,3e vitesse,4e vitesse,etc.,par un mouvement continu contenu dans un plan.Les bras à même usage actuellement employés ont un mouvement dans plusieurs plans et comportant des va et vient.
2. - La présente invention propose,au lieu de la timonerie actuel- lement utilisée comme liaison entre la boite et le bras de com- mande, soit : a) une liaison mécanique par cames animées d'un simple mouvemant de rotation ou d'un simple mouvement de translation b) une liaison ou plus exactement une servo-liaison pneumatique par cylindres à vide ou à surpression c) une servo-liaison électro-pneumatique par cylindres à vide ou à surpression commandés pa,r des robinets ou autres dispositifs à même effet actionnés électriquement avec ou sans verrouillage. d) une servo-liaison électro-mécanique utilisant des électro-aimants avec ou sans verrouillage.
3.- La présente invention propose deux dispositifs mécaniques et un dispositif électrique permettant au conducteur de sauter des vitesses à son gré.
4.- La présente invention propose une solution extrêmement simple de robinet à tiroir commandé électriquement.
5.- La présente invention propose deux dispositifr comportant des lampes-témoins répondant aux conditions ci-aprèer : a) chaque vitesse encla,nchée est indiquée par l'allumage d'une lampe correspondante b) Cet allumage ne se fera que si le baladeur sélection-
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né a atteint sa position correcte.
6. - La présente invention propose un jeu simplifié de lampestémoins ne répondant qu'à une seule des deux conditions ci-dessus.
7. - La présente invention propose en cas de servo-débrayage par cylindre à vide un dispositif contacteur unique logé dans la poignée du bras de commande et permettant : a) de sauter les vitesses non désirées b) d'assurer le débrayage c) éventuellement d'immobiliser le bras par un cliquet d'immobilisation.
8.- La présente intention propose en cas de servo-débrayage,la commande automatique de 1'embrayage par un interrupteur qui n' est actionné qu'au moment où le baladeur sélectionné a atteint sa position correcte.
9.- La présente invention propose soit la suppression ,soit 1' adoucissement des billes d'arrêt.,soit la modification des positions fixées par elles selon le dispositif adopté pa.rmi ceux décrits ci-avant.
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Liste et Signification des Lettres employées dans les Dessins.--
A Atmosphère
B Baladeur
C Cylindre à Vide ou à surprescion
D Dépression ou Surpression
E Electro-amimant F Fourche
G Clef d'Allumage
I Interrupteur J Lampe-témoin K rédale L Relais M liasse N Commutateur F Position R' Robinet S Sélection T Ressort de happel V Verrou W Résistance