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"CHANGEMENT DE VITESSE,EN PARTICULIER POUR AUTOMOBILES"
La présente invention est relative aux changements de vitesse, c'est-à-dire à des dispositifs destinés non seulement à transmettre la puissance, mais encore à modifier le rapport de couple et de vitesse d'un arbre mené par rapport à un arbre menant. Plus particulièrement, l'invention vise des perfectionnements à ces dispositifs, surtout lorsqu'ils sont utilisés sur des véhicules automobiles, pour transmettre la puissance du moteur aux roues motrices de ces véhicules.
Dans le type de dispositifs courants dans ce but, le changement de la vitesse et du couple transmisse fait en manoeuvrant des engrenages mobiles ou des éléments d'embrayage, généralement au moyen d'un levier à main, la charge appliquée aux engrenages étant momentanément supprimée pendant que s'effectue ce déplacement.
Cette manoeuvré qui généralement, comme on l'a dit, s'effectue à la main, demande un certain degré d'habileté et est souvent accompagnée de chocs qui ont tendance, par suite, à abîmer les engrenages ou les embrayages en même temps que le conducteur est obligé de diviser son attention
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et de retirer périodiquement une de ses mains du volant.
De plus, le levier de changement de vitesse prend de la place à l'emplacement du conducteur. En vue de remédier à certains des désavantages et inconvénients de ce système courant, on a réalisé différents prétendus perfectionnements et on a essayé des modifications, comme par exemple la synchronisation des engrenages de façon à permettre le passade tranquille des vitesses, une coordination de l'embrayage principal et du levier de changement de vitesse, la présélection, un déplacement de la pédale.
On a également fait beaucoup de tentatives pour réaliser des changements de vitesse "automatiques", mais ces dispositifs n'ont eu que peu de succès, par suite de différents inconvénients.
Entre aatres buts, la présente invention vise un dispositif perfectionné de commande du couple et de la vi- cesse convenant en particulier pour des véhicules automobiles mais qui, avec de faibles changements, peut servir pour d'autres machines où la transmission du couple et la vitesse de fonctionnement de la paruie menee necessiuenu des changement conformément à certaines conditions.
La présente invention vise encore un système de réglage du couple et de la vitesse pour véhicules automobiles comprenant des moyens perfectionnés servant à régler utoma- tiquement la transmission du couple et de la vitesse du moteur aux éléments entraînés, conformément ;;.ux besoins de ces derniers.
Elle est encore relative à un dispositif du genre en question qui, à la volonté de l'opérateur, peut être manoeuvré soit entièrement automatiquement, c'est-à-dire
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sans nécessiter de manoeuvre de la part de l'opérateur pour effectuer les changements de vitesse successifs, soit semi-automatiquement, c'est-à-dire de façon à nécessiter une manoeuvre de l'opérateur pour déterminer le moment auquel les changements de vitesse doivent avoir lieu, tandis que la sélection et les changements effectifs sont accomplis par le dispositif lui-même.
L'invention est encore relative à un dispositif du genre en question, de construction et de fonctionnement relativement simples et qui, du fait de sa forme ramassée, a sensiblement les mêmes dimensions que les dispositifs ordinaires connus et qui, en général, peut être substitué à ceux-ci.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une coupe centrale longitudinale verticale du changement de vitesse.
La figure 3 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 1.
Les figures 5,6 et 7 sont des vues de détail, à plus grande échelle et assez schématiques, du système de tiroirs montrant les positions progressives occupées par ceux-ci au cours d'une manoeuvre type du changement de vitesse, lorsque les vitesses du véhicule augmentent, et
La figure 8 est une coupe de détail à plus grande échelle des embrayages et du mécanisme de commande de ceux-c:
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BÂTI ET ENGRENAGES
Comme cela est représenté, le carter 10 du dispositif est, en ce qui concerne sa forme et son emplacement dans le véhicule, de type plus ou moins courant et comme cela est maintenant de pratique courante, il constitue un prolongement du carter de l'embrayage principal.
Dans ce carter, sont montés de façon appropriée un arbre menant 11 et un arbre mené 12, ainsi qu'un arbre de renvoi 13 portant un pignon de renvoi qui sera décrit plus en détail ci-dessous.
L'arbre menant 11 pénètre à une petite distance à l'intérieur du logement 10 par l'intermédiaire d'un palier approprié 15 et il est alésé axialement de- façon à recevoir l'extrémité guide. 16 de l'arbre mené 12, ce dernier pénétrant dans le logement 10 du côté opposé, au moyen d'un palier 18, et étant dans l'alignement de l'arbre 11.
Un pignon 20, fixé sur l'arbre 11 ou faisant corps avec celui-ci, est constamment en prise avec un pignon 21 porté par l'arbre de renvoi 13, L'arbre de renvoi porte également des pignons 22, 23, 24 qui correspondent respectivement à la deuxième vitesse (couple intermédiaire), à la première vitesse (couple supérieur) et à la marche arrière.
De préférence, les pignons 21,22, 23, 24 sont montés sur un manchon approprié 25 qui tourne sur l'arbre 13, ce dernier étant calé dans les parois du carter .10 et étant empêché de tourner par une goupille 26, tandis que des paliers anti-friction 27 pour le manchon sont interposés entre celui-ci et l'arbre 13.
Sur les dessins, le pignon 21 est également représenté comme porté par un deuxième arbre ou arbre extérieur 30 avec lequel il peut faire corps, comme cela est représenté.
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Le manchon extérieur est claveté en 31 sur le manchon 25.
Le pignon 22, quoique directement porté par le manchon 25, est accouplé avec celui-ci seulement par l'intermédiaire d galets 32 d'un système de roue libre, intercalé entre eux pour une raison qui sera indiquée ci-dessous.
Dans le carter 10, est également monté un pignon de renvoi 33 tournant fou monté sur un arbre indépendant (non représenté) et engrenant avec le pignon de changement de vitesse 24 de l'arbre de renvoi qui est calé sur le manchon 25 comme le pignon de première vitesse 23 de l'àrb de renvoi. Sur l'arbre mené 12, est monté fou un pignon 35 engrenant avec le pignon 22 et pouvant être embrayé avec l'arbre 12 de façon à constituer la vitesse intermédiaire.
Le système d'embrayage sera décrit plus loin. L'arbre mené 12 porte également un pignon 36 qui peut coulisser sur lui de façon à venir en prise soit avec le pignon de première vitesse 23, soit avec le pignon de renvoi de marche arrièr 33 et qui peut venir également dans une position neutre comprise entre eux de façon à n'engrener ni avec l'un ni avec l'autre. Le pignon 36 n'est pas claveté directement sur l'arbre 12, mais il est monté sur lui de façon à l'entraîner dans un sens par un système de roue libre repi sentécomme étant du type à rouleaux coincés etmontédi- rectement dans le moyeu du pignon. Ces rouleaux sont dési- @ gnés par 37.
Le collier intérieur (mené) 38 du système d@ roue libre est monté à rainure et languette sur l'arbre mené 12 et l'ensemble 36, 37, 38 peut coulisser sur des cannelures 39 de cet arbre. Grâce à des moyens approprié; (qui seront décrits plus loin), l'ensemble constitué par le pignon 36 et le système de roue libre complet par lui- même, peut coulisser de la position représentée sur la
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figure 1 vers l'extrémité de droite du dispositif, en passant par une position intermédiaire ou neutre, pour venir dans une position dans laquelle le pignon 36 engrène avec le pignon de renvoi de marche arrière 33 de façon à obtenir la marche arrière du véhicule. Lorsque le pignon 36 est dans cette position, un système de verrouillage empêche le fonctionnement à roue libre des galets 37 en calant le pignon 36 sur l'arbre.
Le système de verrouillage comporte un élément fixe 62 calé sur l'arbre et un certain nombre de dents 60 coopérant avec lui, portées par le chemin de roulement extérieur 36 du système de roue libre, et venant en prise avec les dents 61 de la pièce 62 lorsque le pignon coulissant est en prise avec le pignon de renvoi.
Les systèmes de roue libre au moyen desquels les pignons 22 et 36 sont montés sur l'arbre de renvoi et sur l'arbre mené respectivement, sont faits de la façon représentée clairement sur la figure 2. Ils sont analogues, quoique celui porté par l'arbre de renvoi soit calé sur celui-ci et seul le système de roue libre monté à coulissement sur l'arbre mené sera décrit en détail. La partie moyeu 38, ainsi qu'on le voit, est cannelée et peut coulisser sur la partie cannelée 39, de l'arbre mené 12.
Des cavités obliques 40 dont la face inférieure va graduellement en s'inclinant dans le même sens, en suivant circonférentiellement le moyeu, sont ménagées de place en place dans le pourtour de cette pièce de façon à recevoir des rouleaux 37 qui ont un diamètre tel qu'ils fassent sensiblement saillie sur le pourtour même lorsqu'ils occupent les extrémités les plus profondes de ces cavités. Les cavités sont suffisamment espacées pour laisser entre elles des parties intermédiaires partiellement cylindriques, ces
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parties servant à porter une pièce 41 formant cage combinée pour les rouleaux et palier pour l'élément extérieur sur lequel le pignon 36 est taillé.
La pièce 41 est rainurée de façon à recevoir les rouleaux 37 qui s'adaptent dans ces rainures, cette pièce ayant une épaisseur légèrement moindre que la quantité suivant laquelle les rouleaux font saillie sur le moyeu lorsqu'ils occupent les parties les plus profondes des cavités. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, l'élément d'embrayage extérieur, formant pignon, 36 est monté directement sur la pièce 41 et est porté à la fois par les parties de celle-ci qui débordent au delà des extrémités des rouleaux et par les parties partiellement cylindriques qui se trouvent entre les rouleaux.
Le système de roue libre, qui est monté de façon analogue dans le moyeu du pignon 22, comporte un système combiné analogue de cage et d'éléments de palier 43, tandis que les cavités 44 pour les rouleaux sont ménagées directement dans la surface du manchon 25, comme on le voit sur la figure 2 et le pignon, la cage et des rouleaux sont mis en position au moyen de parties formant épaulement des manchons 25 et 30, comme on le voit sur la figure 1.
EMBRAYAGES A FLUIDE. SYSTEME DE POMPE A FLUIDE
ET COMMANDE PAR REGULATEUR
L'extrémité avant de l'arbre 12 est munie d'une bride 45 d'un diamètre relativement grand et qui est fixée dans et à un carter ou cage divisée 46 et qui est empêchée de tourner par rapport à ce carter au moyen de boulons 47 qui traversent la cage et maintiennent celle-ci en même temp qu'ils servent de dispositifs d'ancrage pour les plateaux 48 et 49 de deux embrayages à disques désignés dans leur ensemble par 50 et 51. L'embrayage 50,dont les autres plateaux (52) sont montés à cannelures sur le manchon 53 qui
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fait corps avec le pignon 35, sert à rendre ce pignon solidaire de l'arbre 12 de façon à réaliser la transmission en deuxième vitesse mentionnée ci-dessus.
Ces plateaux 48 et 52 sont, comme on l'a dit plus haut, montés respectivement à cannelles dans la cage 46 et sur le manchon 53, de sorte que, lorsqu'ils sont serrés les uns contre les autres, le manchon, le pignon 35 et l'arbre, sont bloqués les uns par rapport aux autres en empêchant tout mouvement relatif.
Evidemment, la cage 46 se déplace en bloc avec la bride 45 ménagée sur l'extrémité de l'arbre.
Les plateaux tournants 49 de l'embrayage 51 sont portés de même par la cage 46 et les plateaux intermédiaires 54 sont montés à cannelures sur l'extrémité intérieure d'un moyeu lla de l'arbre menant 11. Etant donné que tous les plateaux ne peuvent se déplacer longitudinalement que de façon limitée, lorsque les plateaux 49, 54 sont serrés les uns contre les autres, on réalise une liaison. d'entraînement entre les arbres 11 et 12 par l'intermédiaire de la cage 46 et de la bride 45 en réalisant ainsi une prise directe (couple normal du moteur).
De même, le manchon de verrouillage 62 porte un pignon d'entraînement 70 qui est représenté comme faisant corps avec ce pignon 62 et qui est placé près de la paroi arrière du carter 10, pignon d'entraînement qui sert à actionner la pompe et le régulateur et qui engrène avec une autre roue dentée 71 placée directement au-dessus et montée sur l'arbre court de pompe 72. Cet arbre 72 passe à travers la paroi 73 d'un carter de pompe à l'intérieur duquel il porte l'un des pignons de pompe 74 d'une pompe à engrenage dont l'autre roue dentée est représentée en 75.
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Le carter de pompe peut être une pièce coulée 80, fixée à la partie couvercle 81 du carter 10 et disposée dans cette partie et cette pièce coulée peut également comporter des chambres appropriées de la façon représentée et qui sont utilisées de la façon que l'on va indiquer plus loin. La roue dentée de pompe 75 est fixée, sur un arbre 85 passant à travers la pièce coulée 80 et, sur son extrémité en saillie, est calé un pignon d'angle 86 engrenant avec un autre pignon d'angle 78 ayant une partie formant palier 89 qui tourillonne dans une console appropriée 88. Sur l'arbre 89, au-dessus de la console, est calé un collier 90 servant de collier de butée et portant également des oreilles 91 sur lesquelles sont articulées les extrémités inférieures d'éléments de régulateurs à boule de type courant 92.
Les extrémités supérieures des pièces 92 pivotent sur un deuxième collier 93 monté sur une tige de régulateur pouvant se déplacer longitudinalement, qui passe dans le pignon 78 et vient suffisamment au-dessous de ce pignon pour porter sur un bras, disposé latéralement, du levier de commande 100 du tiroir pilote.
La tige coulissante 94 descend sous l'action du régulateur lorsque la vitesse augmente et inversement, commE on le voit facilement, les éléments 92 étant écartés sous l'action de la force centrifuge lorsque le pignon 78 tourne et, lorsque la vitesse diminue, étant repoussé vers l'intérieur par l'action d'un ressort 111 qui, en outre, de ses autres fonctions que l'on va indiquer plus loin, fait remon ter la tige 94 et, par suite, la partie supérieure mobile d régulateur. On remarquera que, par l'intermédiaire des différents éléments que l'on vient de décrire, le déplacera du véhicule et, en conséquence, la rotation de l'arbre 12,
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entraînent une commande positive et reliées l'une à l'autre de la pompe 74-75 et du régulateur.
Le fonctionnement ordinaire de marche avant de la pompe 74, 75 provoque un refoulement du lubrifiant de la partie inférieure du carter 10 par le tuyau d'alimentation 101 et la décharge de celui-ci dans une petite chambre 102, d'où il passe par un conduit 103 à une chambre à tiroir 104 et, de là, dans la chambre 105 (figures 5, 6 et 7). Cette décharge est de préférence sous pression relativement élevée, même pour des vitesses relativement faibles de l'arbre 12, tandis que pour des vitesses plus élevées, on maintient une pression maxima déterminée grâce à l'échappement d'un certain volume de fluide en excès au moyen d'une soupape de décharge 106 poussée par un ressort.
TIROIRS DE COMMANDE
Dans la chambre 104, fonctionne un tiroir 110 qui est fait de façon à être poussé dans un sens par le ressort 111 et qui se déplace dans l'autre direction, en antagonisme à la pression du ressort, au moyen du levier 100.
Le levier 100 est actionné, comme on l'a dit ci-dessus, par le régulateur qui agit par l'intermédiaire de la tige 94.
Ce tiroir 110 est constitué de préférence par une tige faisant saillie à une extrémité du carter de façon à recevoir le ressort 111 et présentant une cavité à cette extrémité en 112 de façon à coopérer avec le levier 100. Près de son autre extrémité, la tige est tournée ou de diamètre réduit d'une autre façon, suivant des surfaces espacées les unes des autres,de façon à constituer trois cavités annulaires 115, 116 et 117 et elle comporte également un alésage axial 118, alésage qui communique au moyen d'ouvertures appropriées avec les cavités 115 et 117 et dont l'extrémité est fermée, ainsi que cela est représenté.
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La chambre 104, renfermant le tiroir 110, communique avec une chambre à tiroir 105, ménagée dans le même carter 80, par quatre lumières ou passages 120, 121, 122 e 123, le passage 120 étant celui par lequel passe la masse principale de fluide pour la commande de l'embrayage et ce fluide est directement commandé, lors de son passage pour aller aux embrayages 50 et 51, par le tiroir 125 fonctionn dans la chambre 105.
Le tiroir 110, que l'on peut appeler le "tiroir pilote" est, comme on l'a dit plus haut, déplaçable longit dinalement dans la chambre 104 sous l'action de la tige 94 du régulateur et du ressort 111, suivant la vitesse de rot tion de l'arbre 112 qui est fonction de la vitesse de dépl cement du véhicule. Lorsque la vitesse augmente, le tiroii 110 se déplace vers la droite (figure 1) et la diminution de vitesse provoque son déplacement vers la gauche.
Dans ces différentes positions, le tiroir pilota 110 commande le mouvement du tiroir principal ou de commai 125 dans la chambre 105. Ce tiroir principal est également fait en tournant une barre longue de façon à ménager plusieurs cavités annulaires 126, 127, 128 et 129 (cette dernière allant jusqu'à l'extrémité de la tige formant ti@ Les cavités 126 et 128 communiquent avec un alésage axial 130 qui sert de passage entre elles. La chambre 128 reçoi' masse principale de fluide sous pression vanant de la chai de tiroir 104 par le passage 120.
La cavité 127 débouche à l'extérieur par un pas 127a de façon à laisser échapper le fluide en retour vena des embrayages 50 et 51. La chambre 129 peut se dilater e contracter étant donné que le tiroir ne porte pas de cloi
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à son extrémité de droite (en regardant le dessin), cette extrémité étant limitée par une paroi annulaire fixe 133 ménagée dans la chambre 103 de tiroir et la paroi mobile 132, portée par le tiroir, peut s'écarter ou se rapprocher de cette paroi fixe pendant que le tiroir se déplace lorsqu'il est commandé.
Comme on l'a dit ci-dessus, le tiroir 125 est pourvu d'un alésage axial 130 obtenu, de préférence, en forant la pièce longitudinalement, L'extrémité de l'alésage est fermée par une tige 135 qui porte à son extrémité en saillie un piston 136 situé à une certaine distance de l'extrémité du miroir 125 et sur lequel coulisse un manchon 137 pourvu d'un épaulement ou bride 138 qui peut se déplacer entre une butée 133 et une deuxième butée ou portion de paroi fixe 139. Le manchon 137 coulisse dans la pièce 139 etvient buter contre le piston 136, étant donné qu'il est plus court que la distance comprise entre le piston 136 et l'extrémité du tiroir 125.
Avec le système de pilote et de tiroir que l'on vient de décrire, on voit que toutes les pressions de fluide moteur utilisées pour la commande des embrayages sont équilibrées dans les différentes chambres et, qu'en conséquence, en aucun cas, il n'y a de pressions non équilibrées provoquant un frottement excessif, lequel gênerait le libre déplacement des tiroirs. Par exemple, dans la chambre 115, la pression est dirigée radialement et est égale dans toutes les directions entre la paroi extérieure cylindrique de la chambre et les parties de diamètre réduit, disposées axialement, du tiroir 110, tandis que la pression longitudinale s'exerce également contre les parties annulaires faisant corps
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avec le tiroir et opposées et qui sont de même surface.
Les autres chambres annulaires à l'exception indiquée ci-dessous des chambres de commande du tiroir 125 sont toutes dans les mêmes conditions.
FONCTIONNEMENT DES TIROIRS
Lorsque les tiroirs que l'on vient de décrire fonctionnent, le tiroir de commande 125 occupe trois positioi qui. peuvent être désignées comme étant des positions A, B et C. Ces trois positions sont représentées dans l'ordre indiqu sur les figures 5, 6 et 7. La position A représentée sur les deux figures 1 et 5 est la position de faible vitesse ou première vitesse. Dans la position B, représentée sur la figure 6, l'embrayage 50 est maintenu en prise. Ceci constit la vitesse intermédiaire ou deuxième vitesse. La position C représentée sur la figure 7 est celle dans laquelle l'embray ge 51 est en prise et ceci est la troisième vitesse ou prise direc te.
Avant de décrire le fonctionnement des tiroirs, les liaisons allant aux embrayages et les dispositifs de commande de ceux-ci doivent être bien compris.
Comme on l'a dit ci-dessus, les embrayages 50 et 51 comprennent chacun des plateaux 48 et 49 montés à cannelures sur la surface intérieure de la cage 46 et des plateat intermédiaires 52, 54 montés à cannelures sur le manchon 53 de pignon et sur le prolongement lla de l'arbre 11 respectivement. Pour embrayer, les plateaux coopérants sont serrés les uns contre les autres par un piston 160, dans le cas de l'embrayage 51 . Les deux pistons utilisent la bride 45 comme paroi de réaction pour le fluide sous pression de commande.
Comme on l'a dit, les pistons 160 et 161 sont annulaires et coulissent dans des chambres ou cylindre
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montées contre les côtés opposés du bord extérieur de la bride 45 et, si on le désire, disposés dans le système de cage, com..:e représenté, de façon à constituer deux cylindres étanches 150 et 151 dans lesquels débouchent des passages à fluide radiaux 165 et 167 respectivement qui, à leur tour, communiquent individuellement avec des canaux à fluide longitudinaux 166 et 168 qui passent dans ltarbre mené 12 et la partie de guidage 16. Des bagues de garnissage appropriées 164 peuvent être prévues pour étanchéier les pistons 160 et 161 par rapport aux cylindres.
Dans la position A représentée sur les figures 1 et 5, aucun des dispositifs de commande d'embrayage que l'on vient de décrire pour les embrayages 50 et 51 n'est en fonctionnement et, en conséquence, ces embrayages ne sont pas en prise. Le véhicule est entraîné par l'intermédiaire de l'arbre 11, des pignons 20 et 21, du manchon 25, des pignons 23 et 36, de l'embrayage 37 et de l'arbre 12. Toutefois, à mesure que la vitesse de rotation de l'arbre 12 augmente, le régulateur tourne (au moyen de pignons 70, 71, 74, 75, de l'arbre 85 et des pignons .d'angle 86, 87), tandis qu'en même temps, les engrenages 74, 75 de la pompe refoulent du fluide dans la chambre 102.
Avant que le régulateur ait atteint une vitesse suffisante pour amener le tiroir 110 dans la position de deuxième vitesse, du fluide sous pression est refoulé dans la chambre 115 par le passage 120 pour aller à la chambre 128 et, de là, par le passage 130, à la cavité 126 de sortie, d'où. il ne peut toutefois s'échapper. En même temps, le fluide passe par l'alésage 118, la cavité 117 et le passage 121 pour aller à la chambre 129 où il agit pour maintenir le
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tiroir 125 dans la position représentée, le tiroir ayant été, au préalable, ainsi placé en ralentissant de façon suffisante le véhicule.
Lorsque la vitesse du régulateur a augmenté, le tiroir 110 (normalement) se déplace vers la droite et la cavité 117 vient en regard du passage 122. Lorsque ce résultat est obtenu, du fluide est refoulé par le passage 122 dans l'espace compris entre la bride 138 du manchon et la paroi annulaire 133, la présence entre eux d'un certain espace accessible au fluide qui entre par le passage 122, étant assurée par le bord biseauté 138ade la bride qui constitue une petite chambre annulaire dans laquelle le fluide peut accéder.
En refoulant ainsi du fluide sous pression, le manchon 137 se déplace vers la droite jusqu'à ce que la bride 138 rencontre la paroi formant butée annulaire 139 et comme le manchon 137 touche le piston 136, le tiroir 125 est entraîné jusqu'à la position B représentée sur la figure 6. Il ne peut pas aller plus loin du fait de la contre pression s'exerçant contre l'extrémité du tiroir 125 et, en conséquence, il s'arrête avec la cavité 126 en regard de la lumière 178, comme cela est representé, et le fluide qui passe par cette lumière va jusqu'à l'embrayage 50 en provoquant la commande de celui-ci pour assurer la mise en prise de celuici avec le manchon fixe 53 et du pignon 35 avec l'arbre 12, le fluide allant à l'embrayage par les passages 176, 170, 166et 165.
Cet accouplement du pignon 35 avec l'arbre mené fait que la deuxième vitesse ou vitesse intermédiaire provoque l'entraînement par les pignons 20, 21 22 et 35.
Comme les pignons de petite vitesse 36 et 23 sont toujour en
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prise, le système de roue libre 37 enure en action, étant conne que Les engrenages de vitesse intermédiaire entraînent l'arbre mené plus rapidement.
Lorsque la vitesse du véhicule a encore augmenté, le régulateur (normalement) déplace davantage le tiroir 110 vers l'intérieur jusqu'à ce que la chambre de tiroir 117 vienne eu regard de la lumière 123. Le fluide peut alors passer dans l'espace compris entre la paroi 139 et le piston 136. Ce dernier est, par suite, repoussé davantage vers la aroize en entraînant le tiroir principal 125 dans le même sens, jusqu'à ce que son extrémité de droite rencontre l'extrémité en forme de bride 138 du manchon 137, ce qui arrête le tiroir 125 dans la position C (figure 7) et la chambre 126 est en regard de la lumière 179.
Dans cette position, l'embrayage 50 estdébrayé, étant donné qu'il communique avec l'atmosphère du fait que la lumière 178 est découverte, ce qui :,;et cette lumière en communication avec l'extrémité gauche ouverte de la chambre de tiroir 105.
Le fluide sous pression passe alors par les lumières 179 et les passages allant à l'embrayage 51 qui est ainsi actionné pour rendre solidaires l'une de l'autre l'extrémité intérieure de l'arbre 11 et la cage 46 et, par suite, la bride 45 de l'arbre 12, réunissant ainsi ces arbres de façon à réaliser une prise directe. Pendant les deux déplacements du tiroir principal vers la droite, c'est-à-dire de la position A à la position B et de la position B à la position C, le fluide venant de la chambre 129 peut s'échapper par une lumière 116a à laquelle on voit que la chambre est reliée par le passage 121 et la cavité 116.
Pendant le déplacement du manchon 137 vers la droite, qui a lieu lorsque le tiroir
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se déplace de la position A à la position B, le fluide qui se trouve dans l'espace allant en diminuant, compris entre la bride 138 et la paroi d'extrémité 139, peut s'échapper par la lumière 239.
Lorsque la vitesse du véhicule.par suite celle ¯du régulateur diminuent, il se produit un mouvement inverse des tiroirs. Lorsque, dans son déplacement vers la gauche, le tiroir pilote 110 reprend sa position centrale représentée sur la figure 6, du fluide sous pression est de nouveau admi dans l'espace compris entre la bride 138 du manchon et la paroi 133, de façon à déplacer le tiroir principal vers la gauche, jusqu'à la position B de la figure 6.
Cette commande est due à la pression qui s'exerce contre l'extrémité de droite du tiroir 125, mais lorsque la tête de piston 136 rencontre l'extrémité du manchon 137, le mouvement du tiroir vers la gauche est arrêté et il est alors maintenu en position, de façon positive, par la pression qui s'exerce contre la tête de manchon 138, pression qui est évidemment plus élevée que celle agissant contre l'extrémité réduite du tiroir et qui maintient ainsi le manchon dans sa position en saillie représentée, en poussant en même temps le tiroir vers la gauche et le maintenant ainsi fermement dans la position voulue.
Pendant ce déplacement du tiroir principal vers la gauche, de la position C à la position B, le fluide compris entre la tête de piston 136 et la paroi d'extrémité 139 s'échappe par la lumière 104a, tandis que la liaison, réalisée en même temps entre la lumière d'échappement principal 179 et la chambre 127, permet au fluide venant du cylindre moteur 151 de l'embrayage de prise directe 51 et de
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sa tuyauterie d'amenée de s'échapper par la lumière 127a.
De même, pendant ce mouvement, la présence de la lumière 116a empêche une réduction exagérée de la pression dans la chambre 129, ainsi qu'on le comprend facilement, puisque la lumière 116a débouche à l'intérieur du carter. Dans cette position B, la commande à vitesse intermédiaire est maintenue par la prise de l'embrayage 50 de la façon décrite ci-dessus, embrayage dont le cylindre moteur est alimenté par la lumière 178.
Si la vitesse continue à diminuer et si le tiroirpilote se déplace encore davantage vers la gauche, la chambre 117 est reliée à la chambre 129 du tiroir principal par la lumière 121 et la pression qui arrive dans cette dernière chambre et qui agit contre la paroi 132 déplace le tiroir 125 encore davantage vers la gauche jusqu'à ce que, comme représenté sur la figure 5, la chambre de sortie principale 126 soit fermée, la pression s'exerçant en sens contraire contre la tête 138 du manchon étant alors supprimée du fait que la cavité 117, par laquelle se fait l'alimentation, ne correspond plus avec son passage de liaison 122.
Ce dernier passage est, de ce fait, également en communication avec l'atmosphère par la lumière 104a de façon à laisser échapper le fluide de la chambre qui se trouve entre la tête 138 et la paroi 133, tandis qu'en même temps, la communication entre la lumière 178 et la chambre 127 et, par suite, avec la sortie 127a, permet l'échappement du fluide du cylindre moteur 150 de l'embrayage 50 qui, étant débrayé, ne laisse comme effective que la commande à faible vitesse, ainsi qu'on peut le comprendre. La lumière 239 qui débouche également à l'intérieur du carter,
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constitue un évent pour l'espace compris entre la paroi 139 et la tête de manchon 138 lorsque cette dernière se déplace vers la gauche pendant le déplacement de la positioi B à la position A et vice versa.
MARCHE ARRIERE
Le fonctionnement de la marche arrière, comme on l'a indiqué plus haut, s'obtient en déplaçant le système de roues dentées 36, 37, 38 vers la droite (en regardant le dessin) jusqu'à ce que le pignon 36 engrène avec le pignon de renvoi 33 et que les dents des organes de verrouillage 60, 61 soient en prise. Ce déplacement/peut s'obtenir au moyen d'une fourchette de manoeuvre 190 portée par une tige ou barre coulissante 191 commandée d'une façon convenable quelconque, par exemple au moyen d'un câble "Bowden" 192 commandé par la poignée 193 montésur lui. La poignée 193 comporte, de préférence, deux encoches 194 et 194a, qui fixent les positions de marche avant et arrière respectivement, et une encoche médiane 195 qui détermine une position neutre intermédiaire.
Cette dernière encoche est disposée de façon telle que, lorsque la poignée est accrochée au moyen de celle-ci, le pignon 36 se trouve entre les pignons 23 et 33 et n'est pas en prise.
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CGllIhlAïvDE EN FOilCTION DU COUPLE ABSORBE
La vitesse à laquelle l'arbre mené tourne n'est toutefois pas en elle-même ce qui détermine le mieux le moment où doit se faire un changement de vitesse. Lorsque le changement de vitesse est utilisé, dans les automobiles en particulier, la puissancè ou couple moteur que le conducteur demande au moteur est également important.
Conmie les variations du couple demandé à un moteur à combustion interne sont accompagnées par fies variations proportionnelles de
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la culotte d'admission (le vide s'abaissant lorsque le papillon est ouvert plus largement par rapport à la vitesse à laquelle le moteur tourne), on profite de ce fait pour ré¯ler davantage le rapport de transmission. Dans ce but, dans la partie couvercle 81 du dispositif, est monté un petit cylindre 220 contenant un piston 221 muni d'une longue tige 222 allant jusqu'en un point situé au-dessous du levier 100 et portant à cette extrémité un plateau 223.
A son extrémité inférieure, le cylindre 220 porte un prolongement axial 224 servant à recevoir un ressort 225 qui tend à faire monter le piston 221, ce prolongement servant également de chambre d'aspiration en dessous du piston. La chambre 224 est reliée par le tube 226 à un petit réservoir ou chambre fermée 227, lequel est à son tour relié par un tube 228 à la culotte d'admission (non représentée) du moteur.
Le plateau 223 porte une extrémité fourchue 230 qui coopère avec un axe 251 porté par la tige de baladeur 191 de telle façon que, lorsque la tige 191 est déplacée de façon à amener le pignon 36 en position neutre ou de marche arrière, de la façon indiquée ci-dessus, le bras 223 tourne pour s'écarter de la trajectoire du levier 100 (figures 1 et 3).
Toutefois, pendant la marche avant du véhicule, le bras 223 est amené sur la trajectoire du levier si le piston 221 se déplace, mais le ressort 225 ntest pas suffisamment puissant pour surmonter l'aspiration normale produite par le moteur lorsqu'il tourne et qui tend à faire descendre le piston et à le maintenir pendant le fonctionnement normal du véhicule, de sorte que le bras 223 qui est abaissé dans la position représentée en traits pleins sur la figure 1, n'empêche pas le libre déplacement du levier 100 sous l'action du régulateur, ce qui, en conséquence, provoque les changements de vitesse en fonction directe de la vitesse de
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l'arbre mené, de la façon décrite plus haut comme si le bras 223 et le mécanisme d'aspiration qui y est relié n'existaient pas.
Si, toutefois, l'aspiration normale dans la culotte d'aspiration diminue de façon exagérée, par exemple en ouvrant davantage le papillon en même' temps que le moteur, du fait de la charge qu'il supporte, est incapable d'accélérer de façon proportionnelle, la diminution d'aspiration se transchet à la chambre d'aspiration 224 et le ressort surmonte cette aspiration réduite et soulève le piston 221, la bielle
222 soulève le bras 223 et ce dernier, bloque, soulève ou s'oppose au mouvement de descente du levier 100 qui devrait avoir lieu du fait de la pression relative exercée vers le bas, sur lui par le régulateur. Cette action maintient le tiroir 110 ou l'oblige à prendre la position de faible vitesse avec les résultats que l'on comprend facilement d'après ce qui a été dit ci-dessus.
Le soulèvement du levier
100 se produit effectivement pour une demande de puissance indiquée par une ouverture disproportionnée du papillon à moins que la vitesse du régulateur soit suffisante pour l'empêcher. Il est évidemment nécessaire de coordonner la tension du ressort 225et le régulateur de façon que le fonctionnement du moteur avec le papillon ouvert ne puisse pas surmonter l'action du régulateur pour des vitesses modé- rément élevées ou plus élevées. La chambre d'accumulateur 227, disposée dans la canalisation d'aspiration allant à la culotte, sert de dispositif retardateur pour empêcher que le piston 121 soit actionné sous l'action d'inversions de pressions courtes ou virtuellement instantanées telles qu'elles se produisent du fait d'une manoeuvre intempestive ou momentanée du papillon.
La dimension de la tuyauterie ou de la ou des ouvertures communiquant avec la chambre et la
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capacité de celle-ci sont évidemment proportionnées de façon qu'il se produise un intervalle de temps désirable, lorsque l'on établit ou que l'on réduit la pression dans cette chambre, avant que le changement de pression soit efficace pour provoquer le fonctionnement du pis ton.
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È0àù,iAiFDài S2xlI AU70MATIQUE:
.Avec le fonctionnement du mécanisme tel qu'on l'a décrit, le dispositif est complètement automatique, car les mouvements du tiroir 125 commandés par le tiroir pilote 110, commandé lui-même par le régulateur et le mécanisme à aspiration que l'on vient de décrire, provoquent la mise en prise ou hors de prise des embrayages 50 et 51 en fonction directe de la vitesse de l'arbre mené et du couple demandé au moteur.
Le régulateur et les parties qui en dépendent sont, non seulement proportionnées en ce qui concerne leur effet sur le levier 100 du tiroir pilote à la force avec laquelle le ressort 225 et les autres parties du mécanisme à aspiration tendent à agir sur ce levier, mais encore ils peuvent être réglés de façon à changer de vitesse pour des vitesses quelconques désirées du véhicule. Par exemple, le mécanisme peut être réglé de façon que la deuxième vitesse soit en prise à 8 kilomètres à l'heure et la troisième vitesse ou prise directe à 24 kilomètres à l'heure dans les conditions normales de changement de vitesse dans lesquelles le bras de blocage 223 du mécanisme à aspiration ntintervient pas, mais quelles que soient les vitesses auxquelles se fait le changement,le conducteur ne peutagir de façon définie sur le changement de vitesse.
Si l'on désire rendre le dispositif semi-automatique, c'est-à-dire permettre au conducteur de déterminer le moment où se fait le changement, on doit se servir du méca- nisme d'échappement à pédale représenté. Ce mécanisme
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comporte un prolongement 200 porté par le tiroir 125 et pourvu de deux encoches 201, 202 destinées à coopérer avec un système d'échappement comportant deux bras, avec extrémité en forme de crochet, 203 et 204 pivotant, individuelle ment sur leur arbre de support 205 et dont l'un est légèrement plus long que l'autre.
L'arbre 205 porte également une pièce de commande de l'échappement 207 faisant saillie entre les bras et calée sur l'arbre, tandis que les bras d'échappement, qui sont évidemment .cous sur .L'arbre, sont tirés l'un vers l'autre et contre la pièce 207 par un ressort 208. Un levier coudé, dont les bras sont désignés par 206 et 211, est fixé à l'extrémité de l'arbre 205 qui fait saillie hors du carter (voir figure 3) et, sur le bras 206, est fixé un ressort 209 poussant ce bras contre une butée 210 et maintenant ainsi élastiquement le disposi tif d'échappement centré. Lorsqu'ils sont ainsi centrés, 1 bras d'échappement sont à une distance insuffisante pour permettre aux différentes parties 200,201 et 202 du prolo ement du tiroir de passer entre elles.
A l'autre bras 211 du levier coudé, est fixée un tringle 212, fixée à son autre extrémité à une pédale 213 qui peut être la pédale de papillon ou d'accélérateur du moteur, quoique, évidemment, une pédale distincte puisse être utilisée si on le désire. En supposant que le véhicul soit en marche et que le fluide sous pression, agissant so l'action du système de commande décrit ci-dessus, tende à pousser le tiroir principal vers la droite de façon à augmenter le rapportde vitesse à mesure que la vitesse du véhicule augmente, le dispositif fonctionne de la façon suivante :
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Lorsque l'on appuie sur la pédale 213, ce qui normalement ouvre le papillon du moteur, le bras 204 est écarté de l'encoche 202, mais en même temps le bras 203 s'accroche dans cette encoche étant donné qu'il est légèrement plus long que le bras 204.
Si la pédale 213 commande le papillon, lorsqu'on l'abaisse et qu'on ouvre le papillon, on tend à augmenter la vitesse du véhicule et,lorsque cette augmentation de vitesse se produit, en même temps que le tiroir 125 est empêché de se déplacer, le tiroir pilote 110 est déplacé par le régulateur pour venir dans la position dans laquelle la chambre 117 est en regard de la lumière 122 et,, en conséquence,, le fluide sous pression tend à déplacer le tiroir 125 pour l'amener dans sa position B ou de deuxième vitesse, ainsi qu'on le comprend. Ce mouvement de commande du tiroir pilote peut, comme on l'a indiqué, être réglé de façon à avoir lieu pour une vitesse quelconque appropriée ou désirable du véhicule, par exemple 8 kilomètres à l'heure.
Lorsque le véhicule a atteint une vitesse (supérieure à 8 kilomètres à l'heure avec le réglage supposé), à laquelle le conducteur désire passer à la vitesse intermédiaire, il lâche simplement la pédale 213. Le bras 203 libère immédiatement l'encoche 202, tandis que le bras 204 vient en prise dans -'encoche 201 pendant que le tiroir principal vient à sa position B. Lorsque l'on abaisse de nouveau la pédale 213, le bras 203 s'accroche sur lépaulement 201 lorsque le bras 204 le lâche et il maintient le tiroir en position B tant que l'on appuie sur la pédale d'accélérateur.
Lorsque la vitesse du véhicule continue à augmenter et qutelle passe un point déterminé, par exemple 24 kilomètres à l'heure, le tiroir pilote se déplace davantage vers la droite jusqu'à ce que la chambre 117 communique avec la lumière 123 et, en conséquence, le fluide sous pression tend à pousser le
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tiroir de commande vers sa position C, comme on l'a expliqué ci-dessus.
Evidemment, il ne peut pas venir dans cette position parce que l'échappement reste en prise avec l'é- paulement 201, mais lorsque l'opérateur lâche de nouveau sa pédale, le'tiroir est libéré et vient dans sa position C, après quoi l'embrayage 51 est mis en prise de façon à donner la prise directe qui reste en action jusqu'à ce que la vitesse descende jusqu'à un point déterminé, après quoi l'opération inverse a lieu. On remarquera, toutefois, que lors d'une réduction de vitesse, le mécanisme à échappement ne peut retarder la remise en prise à des vitesses inférieu- res, car l'échappement n'est pas efficace dans ce sens ; parties arrière des deux crochets 203 et 204 et les butées sont inclinées de façon à permettre aux crochets de passer librement sur ces butées.
Même si le tiroir pilote venait à se déplacer directement et sans interruption jusqu'à sa position extrême de droite, on remarque que le mécanisme d'échappement empêche un glissement au delà de la deuxième vitesse en maintenant le tiroir principal en position B. pendant un intervalle de temps désiré, ce qui assure un fonctionnement successif correct de toutes les vitesses.
De façon que l'échappement puisse être rendu inefficace et que le changement de vitesse se fasse auto- ..natiquement, l'arbre 205 de l'échappement peut être monté à glissement dans des paliers de support 235 ménagés dans les parois du carter (figure 3), ce qui permet de déplacer en bloc le mécanisme d'échappement pour le mettre hors d'alignement avec l'extrémité 200, coopérant avec lui, du tiroir 125. Le glissement de l'arbre peut être commandé par le conducteur, à partir de son siège, au moyen d'un fil "Boivden" 237 relié à l'arbre et allant jusqu'à un point approprié de la place du conducteur ou ailleurs.
On voit que
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lorsque l'échappement est rendu, inefficace en poussant les bras 203, 204 de façon qu'ils ne concordent plus avec l'extrémité encochée du tiroir, les mouvements de ce dernier sont libres de se produire sous l'action des commandes mé- canique et par le régulateur à aspiration, sans retard, et le changement de vitesse est, en conséquence, complètement au toma tique .
DISPOSITIFS DE DETAIL
Il y a lieu de noter différentes caractéristiques de la présente construction qui procurent des résultats positifs très intéressants. Par exemple, le système de tiroirs assure un équilibrage de pression dans toutes les directions et, par suite, empêche une résistance exagérée au mouvement.
L'utilisation d'une pompe débitant constamment et non par pulsations, telle que celle qui est représentée, est très intéressante, sinon essentièlle, pour l'efficacité du fonctionnement du dispositif. En reliant à la fois, la pompe et le régulateur à l'arbre mené, on assure également certaines opérations qui, autrement, ne seraient pas possibles avec un dispositif de ce genre. Par exemple, si l'on désire faire partir le moteur en remorquant le véhicule, il suffit de placer le dispositif en position neutre et le moteur sera entraîné par l'action de l'embrayage 51 lorsque la vitesse aura été amenée au point où le tiroir 110 est en troisième position, ou prise directe.
Dans cette position neutre, la commande du couple par aspiration est supprimée et rendue inefficace du fait du déplacement du bras 223 hors de la trajectoire du levier 100, de la façon décrite ci-dessus. Ceci est fait de cette façon car, autrement, avec le moteur ne tournant pas, le ressort 235 agissant
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contre le levier 100 limiterait le mouvement de celui-ci et, par suite, la prise de l'embrayage. Si le dispositif ne comporte pas une commande du couple par aspiration, le moteur peut évidemment être mis en marche sans placer la transmission au point neutre.
Si l'on désire faire avancer le véhicule sans faire tourner le moteur, ceci peut se faire en laissant la tige de baladeur. 191 en position avant, car la commandedu couple par aspiration est alors dans sa position supérieure, ce qui maintient le tiroir 110 en position de première vitesse et le système de roue libre sur lequel le pignon de première vitesse est monté tournera librement. Evidemment en ce cas, la vitesse de remorquage ne doit pas être assez élevée pour que le régulateur surmonte la tension du ressort 225. Lorsque, toutefois, le dispositif ne comporte pas de commande du couple par aspiration, des moyens peuvent être prévus pour faire passer le fluide sous pression par un by-pass. Ces moyens peuvent consister en un robinet ordinaire à deux voies monté en dérivation sur la chambre 102 ou en tout autre point approprié.
Du fait que la commande de la pompe dérive de l'arbre mené, la marche arrière du véhicule provoquant la rotation en sens inverse de l'arbre mené inverse le fonctionnement de la pompe qui, par suite, n'envoie pas de fluide aux différentes chambres des(tiroirs. Ceci donne un moyen positif empêchant la commande de l'un des embrayages 50 et 51 pendant la marche arrière du véhicule, quelle que soit la vitesse de déplacement. Quelle que soit la position que le tiroir 110 puisse prendre lorsque le régulateur fonctionne en sens inverse, il n'arrive pas de fluide sous pression au tiroir 125 pour tendre à actionner les embrayages.
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On voit que les différents éléments de la transmission sont disposés à l'intérieur du carter de façon que, non seulement les parties inférieure et supérieure ou de couvercle du carter puissant être séparées, sans démonter quoique ce soit du dispositif intérieur, mais encore que les deux connexions flexibles sont fixées à des parties portées par le couvercle et qu'il n'y a pas besoin de faire d'autre liaison mécanique sur l'ensemble, sauf au moyen des arbres eux-mêmes, d'où il résulte qu'en faisant porter l'ensemble par un support à amortisseur ou autrement mobile, comme cela est le cas lorsqu'il est fixé à un moteur monté de façon élastique, sa commande ne présente pas de difficulté.
En ménageant las passages 166 et 168 pour le fluide dans l'arbre mené 12, les alésages constituant leur partie longitudinale sont, de préférence, forés dans l'arbre, dans la partie 16, à partir de cette extrémité et les extrémités des alésages sont bouchées,. comme indiqué en 238.
Ceci supprime l'affaiblissement de l'extrémité de l'arbre portant les pignons de faible vitesse (couple élevé) en même temps que cela donne des conduits aussi cours que possible.
La présence de la roue libre dans le pignon de l'arbre de renvoi à seconde vitesse est également très avantageuse car, cela réduit de façon considérable, le frottement sur les plateaux de l'embrayage 50 en empêchant la rotation des plateaux menants 52 fixés au pignon 35, .lorsque la commande ne se fait pas par le système de seconde vitesse. Cette caractéristique permet également d'ouvrir les lumières de tiroir 178 et 179 à la suite l'une de l'autre très rapidement, ou en fait, avec recouvrement
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sans abîmer les embrayages ou autres pièces puisque le système de roue libre peut, ainsi qu'on l'a indiqué, fonctionner de façon à éviter tout dommage si la prise directe entre en jeu avant que l'embrayage de deuxième vites'se soit débrayé.
Bien qu'il soit évident que la forme de réalisation de l'invention représentée ici ait été bien calculée de façon à satisfaire convenablement aux buts et avantages indiqués au début, il est bien évident que l'invention est susceptible de variantes, modifications et changements rentrant dans le cadre de celle-ci.