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MECANISME AUTOMATIQUE DE CHANGEMENT DE VITESSES POUR VEHICULES AUTOMOBILES.
On a proposé jusqu'à présent de nombreuses solutions au problème de l'obtention de l'automatisme dans les méoanismes de changements de vitesses appliqués aux véhicules automobiles.Mais les solutions déjà réalisées ou simplement proposées présentent d'une manière générale l'inconvénient d'une grande complication mécanique,qui d'une part nuit à la régularité du fonctionnement et d' autre part est d'un coût trop élevé.
Le mécanisme automatique faisant l'objet de la présente invention constitue une solution particulièrement simple et complète du problème à résoudre,car il permet non seulement l'obtention automatique des vitesses usuelles, mais en outre oelle de vitesses surmultipliées,donnant ainsi au véhicule une gamme de vitesses répondant à toutes les exigenoes de la conduite actuelle des véhicules automobiles.
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Ce résultat est essentiellement atteint,suivant l'invention,en rendant les déplacements des organes de commande de la boite de vitesses usuelle,ainsi que ceux des vitesses surmultipliées supplémentaires,dépendants des mouvements d'un plateau distributeur,ou organe équivalent,lequel se déplace suivant une amplitude déterminée par le nombre total des vitesses et dans un sens et à des moments fixés en fonction du régime du moteur du véhicule et de la résistance à l'avancement de ce dernier grâce à une transmission électro-mécanique influencée par l'allure du moteur.
De nombreuses réalisations de ce mécanisme automatique peuvent être imaginées,le dessin annexé à ce mémoire montre,à titre d'exemple uniquement,une forme d' exécution préférée.Dans ce dessin:
Fig.I est une vue en élévation du méoanisme de commande du plateau distributeur.
Fig. 2 est une vue en plan correspondante comprenant le méoanisme de commande du sens de rotation du plateau.
Fig. 3 est une vue en élévation dans une direction perpendiculaire à celle de la Fig.I.
Fig. 4 est une vue en élévation partielle schématique du mécanisme de pompe commandant le sens de rotation du plateau.
Fig.5 est une coupe partielle à plus grande échelle dans le mécanisme de la Fig.4.
Fig. 6 est une vue latérale de la commande méoano- électrique du dispositif d'embrayage du plateau.
Fig. 7 est une vue en plan par dessous et Fig.8 une coupe en élévation du plateau distributeur.
Fig.9 est également une coupe de ce plateau montrant le mécanisme de commande électrique.
Fig.IO est un schéma représentant les connexions
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électriques.
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Dans la forme d'exécution représentée,l'arbre I ac- tionné par le moteur du véhicule,par exemple au moyen d'une poulie 2 située dans le plan de la poulie du ventilateur, attaque oonstamment par l'intermédiaire d'une vis sans fin Lune roue 4 montée sur un arbre horizontal 5.Sur ce dernier sont montés fous deux pignons ooniques 6a,6b entre lesquels peut coulisser un manchon d'embrayage 7 en prise aveo un troisième pignon 8 oalé sur un arbre vertical 9 portant une oame 10 destinée,oomme il sera expliqué par la suite,à provoquer le débrayage du moteur au moment voulu (Fig.3).Outre la oame 10,est également calé sur l'arbre 9 un pignon droit .il.
engrenant aveo la oouronne dentée 12 d' un plateau distributeur horizontal 13 porté par un arbre vertical I3a au-dessus de la boite de vitesses 14 du véhicule et axialement à droite du centre géométrique de cette boite.
Le manohon d'embrayage ? présente une gorge 15 dans laquelle pénètre l'extrémité d'un levier 16 (Fig.2 et 6) ca- pable de pivoter dans une douille 17 et présentant au-delà de celle-ci'deux bras perpendiculaires 16a, 16b. Chaoun de ces bras est en contact avec un ressort 18 destiné à mainte- nir le levier 16 dans un plan vertical,tandis qu'à leur par- tie inférieure chacun d'yeux est soumis à l'action d'un so-
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lénolde I9a,I9bdont l'exoitation,obtenue oomme il. sera ex- pliqué plus loin, provoque le déplacement vers la droite ou vers la gauche du levier 16 et par suite du Manchon 7,et finalement la liaison de ce dernier aveo l'un ou l'autre des pignons 6a, 6b, ce qui entrainera la rotation des pignons 8 et II et du plateau 13 dans le sens désiré.
En principe le rapport des diamètres primitifs du pignon II et de la couronne dentée 12 du plateau distributeur 13 est tel que quand le premier effectue une rotation exacte,le second décrit le déplacement angulaire nécessaire à la réalisation du changement de vitesse.
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Dans le cas présent,on a prévu sept vitesses sans compter la marche arrière,de telle sorte qu'en partant du point mort,à chaque rotation entière du pignon II doit oorrespondre une rotation du plateau 13 égale à un huitième.Le plateau est par suite divisé en huit secteurs égaux affectés chacun à un changement de vitesse croissante ou décroissante suivant le sens de rotation du plateau.
La transmission des déplacements du plateau 13 aux organes de la boite de changement de vitesse s'obtient sous l'action de trois rainures concentriques de profil approprié tracées sur la face inférieure du plateau I3.La rainure extérieure aI et la rainure intermédiaire a2 déterminent le changement de vitesse de la boîte et la rainure intérieure a3, la marche arrière.
Chacune des rainures a1,a2 et a3 est parcmu- rue par un galet b1,b2,b3 porté par un levier coudé pivotant formant levier amplificateur 0, 02 0 3 dont l'autre extrémité en forme de fourche embrasse un galet d1,d2,d3 porté par une oheville verticale e1,e2,e3 traversant le couvercle 14'de la boite de vitesses 14,et fixée respectivement aux fourchettes de la dite boite.Les rainures a1,a2,a3 sont tracées de manière à forcer les galets b1,b2,b3 soit à se déplacer dans une certaine direction suivant le mouvement de rotation imprimé au plateau I3,soit à s'immobiliser dans une position déterminée,ce qui s'obtient aisément en utilisant des oourbes oiroulaires.Chaque fourchette devra ainsi soit avancer,soit reculer,soit rester en plaoe,suivant le régime du moteur.
Outre les rainures ±±±le plateau 13 présente sur sa faoe supérieure une quatrième rainure a4 qui est destinée à l'obtention de vitesses surmultipliées.Dans ce but l'arbre 20 de la boite de vitesses est relié,par un tourillon prisonnier ou autre,à un arbre 21 dont est solidaire un manchon 22,capable de coulisser sur les arbres 20 et 21 en vue d'embrayer d'un côté aveo un pignon 23 oalé sur l'arbre
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20.et d'autre coté aveo un pignon 24 fou sur l'arbre 21.
Sur un arbre parallèle 25 sont oalés d'autre part des pi- gnons 26 et 27 engrenant respeotivement avec les pignons 23 et 24.Les diamètres primitifs des pignons 23 et 26 sont égaux,mais celui du pignon 27 est supérieur à celui du pignon 24.Dans ces conditions lorsque le manchon 22 est en prise avec le pignon 23,la démultiplication utilisée est oelle de la boite de vitesses,mais on obtient une démulti- plioation supplémentaire lorsque le manohon 22 est en prise aveo le pignon 24.En effet dans le premier oas,on réalise la liaison suivante entre les organes: arbre 20 x manohon
22 x arbre 21, tandis que dans le seoond oas,on aura:
arbre 20 x pignons 23,26,27,24 x manohon 22 x arbre 21.Le 'déplacement du manohon 22 est commandé par un balanoier 28 pivotant en 29 sur l'extrémité duquel est articulé un bras
30 portant un galet 31 mobile dans la rainure supérieure a4 du plateau 13.
On a expliqué comment les organes provoquant le changement de démultiplication agissent sur la botte de vitesses,il reste à expliquer sous quelle influence ces organes entrent en aotion.
Comme le montre la Fig.2,l'arbre 1, actionné par le @ moteur du véhicule,comme il a été dit fait tourner,par l' intermédiaire d'une vis sans fin 32 une roue 33 oalée sur l'arbre 34 d'une pompe à engrenages 35,dont la vitesse de rotation est ainsi fonction du régime du moteur.Cette pompe puise de l'huile dans un réservoir de capacité convenable
36 pour la fouler dans un corps cylindrique vertical 37 parfaitement hermétique dans lequel se déplace un piston
38 sous l'effet de la pression de l'huile refoulée par la pompe 35.Ce piston 38¯, destiné à provoquer l'enclenchement des différentes vitesses,
est essentiellement constitué par
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un corps cylindrique sur l'extrémité supérieur duquel est monté sur une charnière 38' un disque 39 de manière à pou- voir pivoter uniquement vers la gauohe grâce à un 'embrève- ment 38a prévu dans le piston;un ressort 40 tendant à ra- mener constamment le disque 39 dans sa position horizontale.
Le ddsque 39 se déplace dans une partie élargie du cylin- dre 37,, dans laquelle font légèrement saillie,à distance appropriée,des poussoirs 41a,41b,en forme de roulettes ou de billes,mobiles respectivement dans une boite 42 fixée per- pendiculairement au cylindre 37 et dont une seule est repré- sentée en Fig.S.Chaque poussoir est monté sur un axe 43 porté par des ailerons 44 solidaire d'un manchon coulissant 45 pourvu d'une saillie supérieure 46 destinée à le guider dans la boite 42.Dans le manchon 45 est logé un cylindre mo- bile 47 dont la partie extérieure formant conducteur peut en se déplaçant fermer le circuit de deux conducteurs 48 et 49 traversant un corps cylindrique isolant approprié 50 obtu- rant hermétiquement la boite 42.Ces conducteurs sont respeo- tivement
reliés au solénolde I9b des vitesses décroissantes pour le poussoir 4Ib et au solénolde I9a des vitesses crois- santes pour le poussoir 4Ia.Un ressort 51 interoalé entre le fond de la botte 42 et le manohon 45 tend à repousser oon- ce dernier tinuellement vers la gauohe,tandis qu'un ressort intermé- diaire 52 permet l'effacement complet du poussoir 41a à l' intérieur de la boite 42.Une conduite de retour d'huile 55 de section réglable par un robinet 56 relie la base du cy- lindre 37 au réservoir 36.
A mesure que l'allure du véhicule s'accélère,la pompe 35 refoule plus d'huile dans le oylindre 37 et le piston enolencheur 38 est soulevé.On comprend aisément que l'ascension du piston soit sans effet sur le poussoir de gauche 4Ib supposé donner le contact pour les vitesses dé- croissantes,mais devra agir sur le poussoir de droite 41a qui donne le contact pour les vitesses croissantes.Ainsi le
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disque 39,sous l'action du poussoir 4Ib,pivotera simplement autour de sa charnière en s'effaçant,mais lorsqu'il viendra à hauteur du poussoir 4 la,
le disque 39 foroera celle-ci à plonger dans la boite 42 en déplaçant le manohon 45 jusqu'à amener le contact de la partie oon- duotrioe du cylindre 47 aveo les deux bornes 48 et 49 des connexions électriques aboutissant au solénoide des vitesses oroissantes,soit le solénolde I9a.Si maintenant l'allure du moteur s'affaiblit,le piston 38 descendra dans le oylindre sous l'action d'un ressort approprié,comme il sera indiqué plus loin,ou de tout autre organe approprié,et bientôt le disque 39 pourra,en s'appuyant sur la partie pleine du piston,
forcer le poussoir 41b de gauche à s'effacer en fermant le circuit sur le solénoide I9b des vitesses décroissantes.On se rend compte ainsi que le disque 39 ne peut agir sur le poussoir 41b qu'en descendant et sur le poussoir 41a qu'en montant.Bien entendu ce mode d'enclenchement pourrait être remplacé par d'autres systèmes équivalents.
Pour effectuer un changement de vitesse,l'on sait qu'il faut préalablement oommenoer par débrayer,ce débrayage est obtenu automatiquement dans le cas présent par la oame 10,qui,comme il a été dit,est calée sur l'arbre vertical 9 (Fig.I) portant le pignon de commande II du plateau denté I3.Gontre cette oame 10 presse constamment sous l'action d'un ressort approprié un levier ooudé 53 coulissant dans un palier 54 et butant à son extrémité opposée contre un bras 59 monté extérieurement à l'extrémité d'un arbre 60 traversant le cartel d'embrayage 60' où il agit de manière appropriée sur l'organe de commande du débrayage.La oame 10 et le plateau I3,qui sont les organes indispensables à la réalisation d'un changement de vitesse sont réunis entre eux de façon rigide,
de sorte que
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leur action s'effeotue toujours dans l'ordre prévu et sans chevauchement possible.Le profil de la oame 10 est en effet tel que pendant un premier déplacement angulaire de l'arbre 9,par exemple égal à 60 ,la dame éoarte par son bossage le levier ooudé 53.,tandis que les galets a1,a2,a3, a4 disposés dans les rainures respectives du plateau 13 ratent immobiles et par suite sans action sur les organes de commande de la boite de vitesse.Pendant un deuxième déplacement de 130 ,la oame 10 maintient le manchon d'embrayage de la voiture débrayé,tandis que les organes du plateau dégagent la vitesse engagée,puis encore pendant un troisième déplacement de 120 , tandis que le mécanisme du plateau engage la nouvelle vitesse.Enfin pendant la quatrième période égale à, 60 ,
la oame libère le levier coudé 55,de manière à provoquer l'embrayage de l'arbre moteur, tandis que le plateau n'exerce plus aucune action sur le méoanisme de la botte de vitesse.
Comme il a été dit,le plateau 13 est divisé en huit secteurs de 45 ,dont sept sont utilisés à l'obtention des sept vitesses possibles,tandis que le huitième est affecté à la marche arrière.En conjuguant l'effet des rainures aI et a2 agissant sur les fourchettes de la boite de vitesse et de la rainure a4 agissant sur le manohon d'embrayage 22 des vitesses surmultipliées, on peut obtenir les vitesses successives suivantes indiquées par ordre : 1ère; Sème, 2,Sème; 3ème; 3,5ème; 4ème; 4,5ème, ou inversement,les vitesses 1,2,3 et 4 étant obtenues quand le manchon 22 est en prise avec le pignon 23 tandis que les vitesses 2,Sème; 3,5ème et 4,5ème sont obtenues quand le manchon 22 est en prise avec le pignon 24.
En diverses circonstances,il est utile de modifier l'ouverture de passage de la conduite de retour 55 reliant le cylindre 37 au réservoir d'huile 36,il en est ainsi no-
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tamment dans la conduite'de la voiture en ville,lorsque le conducteur désire rouler en prise direote sans atten- dre l'allure normale fixée par le constructeur.Le robinet
56 prévu sur cette tuyauterie de retour permet d'obtenir ce résultat en provoquant une diminution ou une augmenta- tion de la quantité d'huile retournant au réservoir.
D'autre part en reliant ce robinet 56 par une timonerie appropriée à la pédale de l'accélérateur,de ma- nière par exemple qu'en poussant sur la pédale le oonduo- teur ouvre le robinet,ce qui ralentit la montée du piston
38 dans le cylindre 37,d'oÙ-retardement du changement de vitesse montante.Dans ces conditions,le conducteur peut accélérer son allure en côte en emballant son moteur avant de monter de vitesse.Au contraire s'il veut pratiquer un certain ralenti,sans desoendre trop vite de vitesse,il laissera se relever la pédale d'aooélération,d'où ferme- ture du robinet 56,ralentissement de la desoente du pis- ton et par suite de la chute de vitesse.
Enfin pour éviter qu'après le changement de vi- tesse, se produise dans ce cas un second ohangement de vi- tesse on a branché sur la tuyauterie de retour 55 une dé- rivation 57 réglable par un robinet 58 dont la clef est par exemple traversée par un bras qui est sous la dépen- danoe de la oame de débrayage 10,de manière que cette came provoque l'ouverture ou la fermeture du robinet 58 de telle sorte que l'huile du oylindre 37 trouve un écou- lement par la dérivation 57 ce qui provoque naturellement la descente ou la montée du piston suivant le sens du changement de vitesse.
L'équipement électrique comporte deux circuits principaux,le premier C1 correspondant aux vitesses orois- santés et excitant le solénolde 199..tandis que le second C2 correspond aux vitesses décroissantes et exoite le solé-
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noide .Les circuits C1 et C2 aboutissent respectivement à des conducteurs concentriques p1,p2 portés par un plateau fixe 61 calé sur l'arbre I3a du plateau I3.Le conducteur p1 forme six bornes m1 à m6 correspondant aux vitesses un à six,tandis que le conducteur p2 forme six bornes n2 à n7 correspondant aux vitesses deux à,
sept.Ces bornes font saillie à la surface inférieure du plateau 61 de manière à ce qu'elles puissent être contactées respectivement par des bornes r1 et r2 portées par un levier 62 solidaire du plateau rotatif 13 et intercalé dans le circuit d'alimentation 03.Le levier contacteur 62 tourne donc à chaque changement de vitesse de l'angle parcouru par le plateau rotatif 13.
En outre le plateau fixe 61 comporte deux bornes s1,s2 correspondant aux points morts dans les deux circuits et reliées l'une aux bornes de marche avant et l'autre de marche arrière d'une clef 63 disposée sur le tablier de la voiture à portée du conducteur.De plus,dans des buts indiqués par la suite,le plateau fixe 61 comprend également sur le cercle des bornes n2 à n7 une borne isolée n1,correspondant à la première vitesse et reliée à la borne de PM de la clef 63 sur le circuit des vitesses décroissantes et une borne isolée m7 reliée à la borne de PM de la dite clef sur le circuit des vitesses croissantes.
Gomme le montre le schéma,les circuits C1 et C2 dépendent des celais RI et R2 qui sont actionnés par le contact du piston 38 de la pompe aveo les poussoirs éleotriques 4Ia et 41b.Ces relais R1 et R2 sont automatiquement ouverts de manière connue à la fin de chaque opération.
Ceci dip,our pouvoir démarrer,il faut amener la clef 63 dans la position MAv,le circuit électrique est par suite fermé et enclenche la première vitesse,tandis que le passage ultérieur d'une vitesse à l'autre est sous la dépendance des contacts donnés par les poussoirs élec-
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triques 41a et 4Ib.En effet,comme il a déjà été dit, la pompe à huile 35 tournant suivant l'allure du moteur,le piston 38 bute à un moment donné par son disque 39 oontre le poussoir
4Ia qui lance le courant dans l'éleotro du relais R1, lequel attiré ferme le circuit CIdu solénolde 19a par suite le plateau distributeur 13 tourne et,par le mécanisme décrit précédemment,agit sur une fourchette de la botte de vitesses pour passer à une vitesse supérieure.
Si l'allure du moteur baisse, le piston 58 butera contre le poussoir 4Ib qui lance le oourant dans l'éleotro du relai R2,lequel attiré ferme alors le circuit C2 du solénolde 19b, par suite le plateau distributeur 13 tourne en sens inverse et l'on passe dans la boite de vitesses à une vitesse inférieure.
Pour réaliser l'arrêt,la clef 63 qui se trouvait par exemple dans la position de marche avant,MAv,sera placée dans une position intermédiaire indiquée sur le secteur du tablier par l'indication PI (Fig.IO).Lorsque la voiture aura suffisamment ralenti, on fait alors passer la clef sur la posi- tion de PM,oe qui amènera la 'boite de vitesses dans la même position.Pour la marche arrière,on place la olef dans la position indiquée MAr sur le secteur.Dans le plateau 61 les bornes de MAr correspondent à celles m7,n7 de la septième vitesse;
pour éviter une fausse manoeuvre qui pourrait résul- ter de cette disposition,on a prévu sur le levier 62 un bossage 64 qui ouvre en U le contact de marche arrière lorsque l'on passe de 6ème en 7ème et l'ouvre aussitôt après, de telle sorte que le contact de MAr ne fonctionne que lorsque l'on vient du point mort vers la gauche.Il faut remarquer que sur le circuit CI des vitesses montantes est intercalé un troi- sième relai R3 destiné à couper le circuit d'allumage ou d' alimentation du moteur lors de la montée à ces vitesses.
Il est intéressant de pouvoir empèoher toute modi- fication dans la boite de vitesses quelque soit le régime du
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moteur,ce résultat est obtenu en amenant après un ohangemmt de vitesses la clef 83 dans la position PI,oomme pour l' arrêt.
Lorsqu'une certaine vitesse désirée a été oalée, comme il vient d'être dit,il peut se faire que cette vitesse s'est trouvée trop élevée ou trop réduite pendant la période de calage,de sorte que le piston 38,ou plus exactement dit son disque supérieur 39,se trouve soit audessus du poussoir 4Ia ou en-dessous du poussoir 4Ib.Pour éviter cet inconvénient,on utilise deux poussoirs électri- ques supplémentaires 41c et 41d (Fig.5) qui font normalement saillie intérieurement dans une partie cylindrique rétréoie 66 prolongeant le corps cylindrique 37 dans lequel se déplace le piston 38 aveo son disque mobile 39,.
Ces poussoirs ferment des circuits secondaires C4 et C5 raccordés aux solénoides I9a et I9b sous la pression d'un prolongement 67 du piston 38,de telle sorte que suivant que celui-ci est trop haut ou trop bas le prolongement 67 vient agir sur les poussoirs 41c ou 41d, ce qui le ramène dans une position normale entre les poussoirs 4Ia et 41b, en ramenant la vitesse à la valeur normale. Le prolongement 67 du piston forme un tube dans lequel se loge partiellement un ressort 68 prenant appui d'autre part contre le fond du corps 66.Ce ressort est destiné à ramener le piston 38 vers le bas lorsqu'il n'est plus soumis à la pression de l'huile de la pompe 35.
Il faut noter enfin qu'une lampe s'allume sur le tablier,lorsque l'on se trouve en première vitesse,ce qui indique alors que l'automaticité des changements de vitesse est réalisée pour le départ.
Il doit être bien entendu que les moyens mécaniques ou électriques utilisés en vue de la réalisation du changement automatique des vitesses peuvent être modifiés ou remplacés par des moyens équivalents sans sortir du do-
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maine de l'invention.Celle-ci n'est évidemment pas limitée à l'obtention de sept vitesses,ce nombre n'étant donné que pour fixer les idées;il sera ainsi loisible d'obtenir un nombre de vitesses encore plus grand et il suffira de diviser le plateau distributeur rotatif 13 en un nombre de segments égal au nombre de vitesses augmenté d'une unité.,, oeoi en vue de la oourbure à donner aux diverses rainures du plateau distributeur.
REVENDICATIONS.
I.Méoanisme automatique de changement de vitesses pour véhicules automobiles,oaraotérisé en ce que les organes de commande de la boite des vitesses usuelles,ainsi que ceux des vitesses surmultipliées sont rendus dépendants des mouvements d'un plateau distributeur,ou d'un organe équivalent, se déplaçant suivant une amplitude déterminée par le nombre total des vitesses désirées et dans un sens et à des moments fixés en fonction du régime du moteur du véhicule et de la résistance de ce dernier à l'avancement grâce à une transmission électro-mécanique influencée par l'allure du moteur.
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AUTOMATIC GEAR CHANGE MECHANISM FOR MOTOR VEHICLES.
Until now, many solutions have been proposed to the problem of obtaining automatic control in the gear change mechanisms applied to motor vehicles. But the solutions already carried out or simply proposed generally have the disadvantage of 'a great mechanical complication, which on the one hand affects the regularity of operation and on the other hand is too expensive.
The automatic mechanism forming the subject of the present invention constitutes a particularly simple and complete solution to the problem to be solved, since it not only makes it possible to obtain the usual speeds automatically, but also to obtain overdrive speeds, thus giving the vehicle a range. of gears meeting all the requirements of the current driving of motor vehicles.
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This result is essentially achieved, according to the invention, by making the movements of the control members of the usual gearbox, as well as those of the additional overdrive speeds, dependent on the movements of a distributor plate, or equivalent member, which moves. according to an amplitude determined by the total number of speeds and in one direction and at times fixed according to the speed of the vehicle engine and the resistance to the movement of the latter thanks to an electro-mechanical transmission influenced by the speed of the motor.
Many embodiments of this automatic mechanism can be imagined, the drawing appended to this specification shows, by way of example only, a preferred embodiment. In this drawing:
Fig.I is an elevational view of the control mechanism of the distributor plate.
Fig. 2 is a corresponding plan view comprising the control mechanism for the direction of rotation of the plate.
Fig. 3 is an elevational view in a direction perpendicular to that of FIG.
Fig. 4 is a schematic partial elevational view of the pump mechanism controlling the direction of rotation of the plate.
Fig.5 is a partial section on a larger scale in the mechanism of Fig.4.
Fig. 6 is a side view of the meo-electric control of the plate clutch device.
Fig. 7 is a plan view from below and Fig.8 is a sectional elevation of the distributor plate.
Fig.9 is also a section of this plate showing the electric control mechanism.
Fig.IO is a diagram showing the connections
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electric.
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In the embodiment shown, the shaft I actuated by the engine of the vehicle, for example by means of a pulley 2 located in the plane of the fan pulley, attacks continuously by means of a screw endless Moon wheel 4 mounted on a horizontal shaft 5. On the latter are mounted two oonic pinions 6a, 6b between which can slide a clutch sleeve 7 engaged with a third pinion 8 offset on a vertical shaft 9 carrying an oame 10 intended, oomme will be explained later, to cause the disengagement of the engine at the desired time (Fig.3). Besides the oame 10, is also wedged on the shaft 9 a spur gear .il.
meshing with the toothed oouronne 12 of a horizontal distributor plate 13 carried by a vertical shaft I3a above the gearbox 14 of the vehicle and axially to the right of the geometric center of this box.
The clutch manohon? has a groove 15 into which penetrates the end of a lever 16 (Fig. 2 and 6) capable of pivoting in a socket 17 and having beyond the latter two perpendicular arms 16a, 16b. Each of these arms is in contact with a spring 18 intended to hold the lever 16 in a vertical plane, while at their lower part each of the eyes is subjected to the action of a so-
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lénolde I9a, I9b of which the exploitation, obtained as it. will be explained later, causes the movement to the right or to the left of the lever 16 and consequently of the Sleeve 7, and finally the connection of the latter with one or the other of the pinions 6a, 6b, which will cause the rotation of the pinions 8 and II and of the plate 13 in the desired direction.
In principle, the ratio of the pitch diameters of the pinion II and the toothed ring 12 of the distributor plate 13 is such that when the first performs an exact rotation, the second describes the angular displacement necessary to effect the change of speed.
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In the present case, seven speeds have been provided without counting the reverse gear, so that starting from neutral, each full rotation of pinion II must correspond to a rotation of chainring 13 equal to one eighth. continuation divided into eight equal sectors, each assigned to a change of increasing or decreasing speed according to the direction of rotation of the plate.
The transmission of the displacements of the plate 13 to the components of the gearbox is obtained under the action of three concentric grooves of appropriate profile traced on the underside of the plate I3. The outer groove aI and the intermediate groove a2 determine the gear change of the box and the inner groove a3, reverse gear.
Each of the grooves a1, a2 and a3 is moved by a roller b1, b2, b3 carried by a pivoting angled lever forming an amplifier lever 0, 02 0 3, the other fork-shaped end of which embraces a roller d1, d2, d3 carried by a vertical oheville e1, e2, e3 passing through the cover 14 'of the gearbox 14, and fixed respectively to the forks of the said gearbox. The grooves a1, a2, a3 are drawn so as to force the rollers b1, b2, b3 either to move in a certain direction following the rotational movement imparted to the plate I3, or to stand still in a determined position, which is easily obtained by using oiroular curves. Each fork must thus either advance, either back up or stay in the air, depending on the engine speed.
In addition to the grooves ± ± ± the chainring 13 has on its upper faoe a fourth a4 groove which is intended to obtain overdrive speeds. For this purpose the shaft 20 of the gearbox is connected, by a captive journal or other , to a shaft 21 which is integral with a sleeve 22, capable of sliding on the shafts 20 and 21 in order to engage on one side with a pinion 23 offset on the shaft
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20. and on the other side with a pinion 24 on the shaft 21.
On the other hand, on a parallel shaft 25 are pinions 26 and 27 meshing respectively with pinions 23 and 24. The pitch diameters of pinions 23 and 26 are equal, but that of pinion 27 is greater than that of pinion 24 Under these conditions when the sleeve 22 is in engagement with the pinion 23, the reduction used is that of the gearbox, but an additional reduction is obtained when the manohon 22 is in engagement with the pinion 24. the first oas, the following connection is made between the components: shaft 20 x manohon
22 x tree 21, while in the seoond oas, we will have:
shaft 20 x pinions 23,26,27,24 x manohon 22 x shaft 21 The movement of manohon 22 is controlled by a balanoier 28 pivoting at 29 on the end of which an arm is articulated
30 carrying a roller 31 movable in the upper groove a4 of the plate 13.
We have explained how the organs causing the gear change to act on the gearbox, it remains to be explained under what influence these organs come into action.
As shown in Fig. 2, the shaft 1, actuated by the engine of the vehicle, as has been said, rotates, by means of a worm 32 a wheel 33 offset on the shaft 34 d. 'a gear pump 35, whose speed of rotation is thus a function of the engine speed. This pump draws oil from a reservoir of suitable capacity
36 to press it into a perfectly hermetic vertical cylindrical body 37 in which a piston moves
38 under the effect of the pressure of the oil delivered by the pump 35.This piston 38¯, intended to trigger the engagement of the various speeds,
is essentially constituted by
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a cylindrical body on the upper end of which is mounted on a hinge 38 'a disc 39 so as to be able to pivot only to the left by means of a recess 38a provided in the piston; a spring 40 tending to stop constantly bring the disc 39 in its horizontal position.
The ddsque 39 moves in an enlarged part of the cylinder 37 ,, in which protrude slightly, at an appropriate distance, pushers 41a, 41b, in the form of rollers or balls, movable respectively in a box 42 fixed perpendicularly. cylinder 37 and only one of which is shown in Fig. S. Each pusher is mounted on a pin 43 carried by fins 44 integral with a sliding sleeve 45 provided with an upper projection 46 intended to guide it in the box 42. In the sleeve 45 is housed a movable cylinder 47 whose outer part forming a conductor can by moving close the circuit of two conductors 48 and 49 passing through a suitable insulating cylindrical body 50 hermetically sealing the box 42. are respec- tively
connected to the solenoid I9b decreasing speeds for the pusher 4Ib and to the solenoid I9a increasing speeds for the push-button 4Ia. left, while an intermediate spring 52 allows the complete removal of the pusher 41a inside the box 42. An oil return pipe 55 of section adjustable by a valve 56 connects the base of the cylinder. 37 to tank 36.
As the speed of the vehicle accelerates, the pump 35 delivers more oil into the oylinder 37 and the interlocking piston 38 is raised. It is easy to understand that the rise of the piston has no effect on the left pusher 4Ib supposed to give the contact for the increasing speeds, but will have to act on the right pushbutton 41a which gives the contact for the increasing speeds.
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disc 39, under the action of the pusher 4Ib, will simply pivot around its hinge by retracting, but when it comes up to the pusher 4 la,
the disc 39 will force the latter to plunge into the box 42 by moving the manohon 45 until bringing the oon- duotrioe part of the cylinder 47 into contact with the two terminals 48 and 49 of the electrical connections leading to the solenoid of the oroing speeds, either the solenoid I9a. If now the speed of the engine weakens, the piston 38 will descend into the cylinder under the action of a suitable spring, as will be indicated later, or of any other suitable organ, and soon the disc 39 may, by resting on the solid part of the piston,
force the left pusher 41b to be erased by closing the circuit on the solenoid I9b of decreasing speeds. We thus realize that the disc 39 can only act on the pusher 41b by going down and on the pusher 41a only Of course, this interlocking mode could be replaced by other equivalent systems.
To perform a gear change, we know that you must first start by disengaging, this disengagement is obtained automatically in this case by the oame 10, which, as has been said, is wedged on the vertical shaft 9 (Fig.I) carrying the control pinion II of the toothed plate 13. Against this oame 10 presses constantly under the action of a suitable spring an elbow lever 53 sliding in a bearing 54 and abutting at its opposite end against an arm 59 mounted externally at the end of a shaft 60 passing through the clutch cartel 60 'where it acts appropriately on the clutch control member. The oame 10 and the plate I3, which are the components essential to the realization a gear change are joined together rigidly,
so that
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their action is always effected in the expected order and without any possible overlap. The profile of the oame 10 is in fact such that during a first angular displacement of the shaft 9, for example equal to 60, the lady moves away by its boss the elbow lever 53., while the rollers a1, a2, a3, a4 arranged in the respective grooves of the plate 13 fail immobile and therefore without action on the control members of the gearbox. During a second displacement of 130, oame 10 keeps the car's clutch sleeve disengaged, while the chainring members release the gear engaged, then again during a third displacement of 120, while the chainring mechanism engages the new gear. Finally, during the fourth period equal to, 60,
the oame releases the angled lever 55, so as to cause the drive shaft to engage, while the plate no longer exerts any action on the mechanism of the gear boot.
As has been said, the plate 13 is divided into eight sectors of 45, of which seven are used to obtain the seven possible speeds, while the eighth is assigned to reverse gear. By combining the effect of the grooves aI and a2 acting on the forks of the gearbox and the groove a4 acting on the clutch manohon 22 of the overdrive gears, it is possible to obtain the following successive speeds indicated in order: 1st; Sem, 2, Sem; 3rd; 3.5th; 4th; 4,5th, or vice versa, the speeds 1,2,3 and 4 being obtained when the sleeve 22 is in mesh with the pinion 23 while the speeds 2, Sème; 3.5th and 4.5th are obtained when the sleeve 22 engages with the pinion 24.
In various circumstances, it is useful to modify the passage opening of the return line 55 connecting the cylinder 37 to the oil tank 36, this is not the case.
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This is particularly true when driving the car in town, when the driver wishes to drive in direote gear without waiting for the normal speed set by the manufacturer.
56 provided on this return pipe makes it possible to obtain this result by causing a decrease or an increase in the quantity of oil returning to the reservoir.
On the other hand, by connecting this valve 56 by a suitable linkage to the accelerator pedal, so for example that by pushing on the pedal the oonduateur opens the valve, which slows the rise of the piston.
38 in cylinder 37, hence the upward shifting delay. Under these conditions, the driver can accelerate his pace on a hill by racing his engine before increasing gear. On the contrary, if he wants to practice a certain idle speed, without slowing down too quickly, it will allow the accelerator pedal to rise, whereby the valve 56 closes, slowing down the declining speed of the piston and as a result of the drop in speed.
Finally, to prevent a second speed change from occurring in this case, a second change of speed has been connected to the return pipe 55 a bypass 57 adjustable by a valve 58 whose key is for example crossed by an arm which is under the dependence of the disengaging oame 10, so that this cam causes the opening or closing of the valve 58 so that the oil from the cylinder 37 finds a flow through the bypass 57 which naturally causes the piston to descend or rise in the direction of the speed change.
The electrical equipment comprises two main circuits, the first C1 corresponding to the controlled speeds and energizing the solenoid 199 ... while the second C2 corresponds to the decreasing speeds and exols the solenoid.
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The circuits C1 and C2 respectively end in concentric conductors p1, p2 carried by a fixed plate 61 wedged on the shaft I3a of the plate I3. The conductor p1 forms six terminals m1 to m6 corresponding to speeds one to six, while the conductor p2 forms six terminals n2 to n7 corresponding to speeds two to,
These terminals protrude from the lower surface of the plate 61 so that they can be contacted respectively by terminals r1 and r2 carried by a lever 62 integral with the rotary plate 13 and interposed in the supply circuit 03. The contactor lever 62 therefore rotates on each change of speed of the angle traversed by the rotary plate 13.
In addition, the fixed plate 61 comprises two terminals s1, s2 corresponding to the dead points in the two circuits and connected one to the forward and the other to reverse terminals of a key 63 disposed on the apron of the car to In addition, for purposes indicated below, the fixed plate 61 also comprises on the circle of the terminals n2 to n7 an isolated terminal n1, corresponding to the first gear and connected to the PM terminal of the key 63 on the decreasing speed circuit and an isolated terminal m7 connected to the PM terminal of said key on the increasing speed circuit.
As shown in the diagram, the circuits C1 and C2 depend on those RI and R2 which are actuated by the contact of the pump piston 38 with the electric pushbuttons 4Ia and 41b. These relays R1 and R2 are automatically opened in a known manner at the end of each operation.
This dip, to be able to start, it is necessary to bring the key 63 in the MAv position, the electric circuit is consequently closed and engages the first gear, while the subsequent passage from one gear to another is dependent on the contacts. given by the electronic push-buttons
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In fact, as it has already been said, the oil pump 35 rotating according to the speed of the engine, the piston 38 stops at a given moment by its disc 39 against the pusher
4Ia which launches the current in the electro of the relay R1, which drawn closes the circuit CI of the solenoid 19a consequently the distributor plate 13 turns and, by the mechanism described previously, acts on a fork of the gearbox to change to a speed superior.
If the speed of the engine drops, the piston 58 will abut against the pusher 4Ib which launches the current in the electro of the relay R2, which attracted then closes the circuit C2 of the solenoid 19b, consequently the distributor plate 13 turns in the opposite direction and we shift into the gearbox at a lower speed.
To stop, the key 63 which was for example in the forward position, MAv, will be placed in an intermediate position indicated on the apron sector by the indication PI (Fig.IO). sufficiently slowed down, the key is then moved to the PM position, which will bring the gearbox to the same position. For reverse gear, the olef is placed in the position indicated MAr on the sector. plate 61 the limits of MAr correspond to those m7, n7 of the seventh speed;
to avoid a false maneuver which could result from this arrangement, a boss 64 has been provided on the lever 62 which opens the reverse gear contact in a U shape when passing from 6th to 7th and opens it immediately afterwards. such that the MAr contact only works when coming from neutral to the left. It should be noted that on the upshift circuit IC is interposed a third relay R3 intended to cut the ignition circuit or power to the motor when climbing at these speeds.
It is interesting to be able to prevent any modification in the gearbox whatever the speed of the gear.
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engine, this result is obtained by bringing the key 83 after a gear change in the PI position, as for stopping.
When a certain desired speed has been altered, as has just been said, it may be that this speed has been found too high or too low during the stall period, so that the piston 38, or more exactly said its upper disc 39, is either above the pusher 4Ia or below the pusher 4Ib.To avoid this drawback, two additional electric pushers 41c and 41d are used (Fig. 5) which normally protrude internally in a part cylindrical retracted 66 extending the cylindrical body 37 in which the piston 38 moves with its movable disc 39 ,.
These push buttons close secondary circuits C4 and C5 connected to the solenoids I9a and I9b under the pressure of an extension 67 of the piston 38, so that depending on whether the latter is too high or too low, the extension 67 acts on the push buttons. 41c or 41d, which brings it back to a normal position between the push-buttons 4Ia and 41b, bringing the speed back to the normal value. The extension 67 of the piston forms a tube in which a spring 68 is partially housed, bearing on the other hand against the bottom of the body 66. This spring is intended to bring the piston 38 downwards when it is no longer subjected to the oil pressure of the pump 35.
Finally, it should be noted that a lamp lights up on the apron, when you are in first gear, which indicates that the automatic gear changes are made for departure.
It should of course be understood that the mechanical or electrical means used for carrying out the automatic gear change can be modified or replaced by equivalent means without departing from the scope.
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This is obviously not limited to obtaining seven speeds, this number being given only to fix ideas; it will thus be possible to obtain an even greater number of speeds and it will suffice to divide the rotary distributor plate 13 into a number of segments equal to the number of speeds increased by one unit. ,, Oeoi in view of the oourvature to be given to the various grooves of the distributor plate.
CLAIMS.
I. Automatic gear change mechanism for motor vehicles, characterized in that the control members of the usual gearbox, as well as those of the overdrive gears, are made dependent on the movements of a distributor plate, or of an equivalent member , moving according to an amplitude determined by the total number of desired speeds and in a direction and at times fixed according to the speed of the vehicle engine and the resistance of the latter to forward motion thanks to an influenced electro-mechanical transmission by the speed of the engine.