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CHANGEMENT .DE VITESSES A PRESELECTION.
La présente invention a pour objet une boîte de vitesses semi-
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automatique préselect3.ve pour automobiles. Cette boîte est entièrement mé- canique et se rapproche par son exécution des bottes ordinaires à baladeurs dont elle possède les avantages de simplicité de construction et de robustes-
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se à 19usage, tout en permettant d9effectuer des changements de vitesse plus rapides sans risquer le bris des dents des pignons ou le forçage des.axes.
Pour changer de vitesse à 1?aide de la boîte suivant l'invention, on soumet d9avance le baladeur correspondant à la vitesse choisie à une sol- licitation tendant à lui faire prendre la position de service, sollicitation à laquelle il ne peut obéir qu9après déplacement d'un organe de verrouillage
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par la pédale d-embrayage. Le passage d-une vitesse à une autre comporte donc une opération de prëseletîon, qui peut speffectuer aussi longtemps dea- vance qu9on le désire, et une opération d9exêoution commandée par la pédale, dflembrayage9 qui assure en outre, bien entendu, 1?embrayage et le débrayage comme d9habitude.
En manoeuvrant un levier présélecteur pour enclencher la vites- se choisie: on exerce, sur 19 axe du baladeur correspondant une poussée élas- tique tendant à lui faire prendre la position correspondant à ctte vitesse.
Mais comme le baladeur est immobilisé par 1?organe de verrouillage, cette
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poussée reste inopérante jusq.u9au moment du débrayage. A ce moment, 1?organe de verrouillage étant déplacé par la manoeuvre de la pédale d9embrayage, : le baladeur libéré obéit à la poussée et, après synchronisation par des pla- teaux de modèle connue s'engrène avec 1?arbre principal.
Linvention sera mieux comprise par la description d'une forme
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de réalisation de 19inventîon, qui sera faîte, avec référence aux dessins an- nexés, donnés à titre d9exemplea Dans ces dessins : Figo 1 représente une vue en coupe longitudinale verticale d'une
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botte de vitesses suivant 12invention. botte. Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale horizontale de la même boîte.
Fig. 3 est une vue d'arrière de la boîte le couvercle arrière enlevé.
Fig. 4 est une vue d'avant de la boite, le couvercle avant et les poussoirs de commande enlevés.
Figs. 5 et 6 représentent la boîte de commande.
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Le carter, qui enveloppe le système axes-pignons-synchronîsateurs est constitue d'une carcasse 1, en alliage léger ou en fonte, munie à sa par- tie supérieure d'un orifice de remplissage dhuile et à sa partie inférieure d'un orifice de vidange. Sur la carcasse 1 se vissent les couvercles avant et arrière, respectivement 2 et 3. Ces deux couvercles portent en leur cen- tre le palier de 1?arbre primaire 4 et autour de celui-ci,les quatre paliers des arbres baladeursarbre de première vitesse 6, arbre de deuxième vitesse
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7, arbre de troisième vitesse 8 et arbre de marche arrière 9. Ces quatre pa- liers occupent à peu près les quatre coins d'un losange dont le palier de 1-'arbre primaire est le centre.
L9arbre primaire 4 transmet la force du moteur aux organes de la botte. Il porte, outre le pignon primaire 10 et le synchronisateur prin- cipal ou primaire Ils un disque de verrouillage 12, qui tourne librement sur l'arbre et ne le suit pas dans son mouvement de rotation. Les détails de ce disque et son utilité seront décrits plus loin.
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Un manchon recouvre 1?extrémité de l'arbre primaire et l'extré- mité de l'arbre entraîné 5. Ce dernier porte un triple pignon, dont l'es trois étages sont de diamètre différent et reçoivent la force motrices le plus grand en première vitesse le moyen en deuxième et le plus petit en troisième et en marche arrière. Ces trois pignons sont solidaires de l'ar- bre et engrènent respectivement les pignons des quatre arbres intermédiaires.
Chacun des arbres intermédiaires est formé dun ensemble de deux pièces l'arbre baladeur, placé à l'avant et pouvant être entraîné par
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le primaire par 1-9intermédiaire du pignon baladeur, et l'arbre entraîneurs placé à 19 arrière qui porte un pignon entraîneur attaquant un des étages du pignon de 19 arbre entraîné. Si 19 arbre entraîneur reste longitudinalement fixe et constamment en prise avec l'étage correspondant de l'arbre entraînée l'arbre baladeur peut coulisser d'avant en arrière, tout en suivant le mou-
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vement de rotation de lgentralneur.
A cet effets la partie arrière du bala- deur est forée d'un trou hexagonal dans lequel s'engage 1-9extrémité' avant de 1-'entralneur, de forme hexagonale correspondante. De cette manières les deux arbres sont solidaires dans le sens de la rotation et peuvent coulisser longitudinalement.
Chaque arbre,baladeur porte en avant du pignon deux gorges de verrouillage. Sur les dessins ces gorges de verrouillage sont désignées
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par 7d,. sur l'arbre baladeur 8 qui porte le pignon de 3e. vitesse (Figo 1).
Outre son pignon, chaque arbre baladeur porte un disque de synchronisation qui entre en contact avec le synchronisateur principal 11 avant les pignons.
Un ressort de rappel 13 enfilé sur 1-'arbre entraîneurrepousse 1?arbre ba-
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ladeur vers 1-lavant, en position 1,épébanteo En service, ce ressort est comprimé et le baladeur se place en position arrière. Lorsque le baladeur sort de service, le ressort de rappel renvoie le baladeur vers 1-lavant. Un
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pignon ne peut entrer'en service ou en sortir que pendant le dêverrouîllago. L9entrée en service des baladeurs est commandée par les poussoirs de comman- de, extérieurs à la boite,décrits ci-dessous.
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Chacun des arbres baladeurs.
6, 7, 8 et 9 est coiffé à 19 exté- rieur de la boîte d'un capuchon 15, dans lequel il tourillonne librement, et qui est placé à l'extrémité du poussoir de commande constitué d9une tige
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d'acier 16 qui traverse le manchon-guide 17 et est terminée par un oeillet ,
18 servant à fixer un ressort à boudin 19, dont la force est suffisante pour vaincre celle du ressort de rappel 13 et les résistances offertes par la , synchronisation et la mise en prise des pignons. L9autre extrémité du-res- sort est accrochée à un oeillet similaire terminant la tringle de transmis- sion 20. Cette tringle est reliée au levier de la vitesse correspondante, placé à la portée du conducteur.
Lorsqu9une traction est exercée sur la tringle au moyen du levier, le ressort attire vers l'arrière la tige 16 au travers du manchon guide 17, et le capuchon 15 solidaire de la tige. Celui- ci repousse à l'intérieur de la boîte le baladeur, et est arrêté dans ce mouvement par contact avec le palier du baladeur. Lorsque le baladeur sort de service, il repousse le poussoir de commande? qui est arrêté dans sa cour- se par l'oeillet 18 de fixation du ressort, venant buter sur le manchon guide
17.
Le système synchronisateur, qui permet l'engrènement sans heurts des divers pignons,se compose d'un disque à bord arrondi 11 solidaire de l'arbre primaire, à 1?arrière du pignons et d'un disque analogue à l'arrière du pignon de chacune des vitesses. Lorsqu9un arbre baladeur prend la posi- tion de service, son disque synchronisateur entre en contract avec le disque de l'arbre primaire et lui imprime sa vitesse par friction, arrondi contre arrondi après quoi les deux pignons peuvent s'engager sans craquements.
Le disque de verrouillage 12, mentionné plus haut, est un dis- que d'acier:, percé d'un palier en son centre., et reposant par ce palier sur l'arbre primaire, mais indépendant du mouvement de rotation de celui-ci.
Ce disque est muni d9un maneton 21 relié par une tringlerie (non représentée) à la pédale d'embrayage de la voiture. Lorsqu'on abaisse cette pédale, le disque pivote de la position "verrouillage" à la position "déverrouillage" et un ressort de rappel le ramène à sa position primitive aussitôt la péda- le lâchée.
Le disque (voir Fig. 4) est percé de quatre ouvertures compo- sées d9un trou rond et d'un prolongement ou fente en arc de cercle, plus étroit que le diamètre du trou. Lorsque le disque est en position de ver- rouillage, les baladeurs sont bloqués dans la position qu'ils occupent, soit avant (hors service), soit arrière (en service), par engagement d'une de leurs gorges dans la partie étroite de l'ouverture correspondante du disque.
Pour amener le disque à la position "déverrouillage", le mane- ton imprime au disque une rotation d'environ 1/8 de tour dans le sens de la flèche de la Fig. 4. Dans cette position la partie arrondie de chaque ou- verture est concentrique à la section du baladeur correspondant. Cette par- tie arrondie de l'ouverture étant d'un diamètre supérieur à celui du baladeur, ce dernier peut se déplacer librement d'avant en arrière.
Comme tous les baladeurs sont libres simultanément? dès que le disque est en position de déverrouillage),) le baladeur en service se dégage, sous l'impulsion de son ressort de rappel; un autre baladeur présélectionné peut alors entrer en service sous l'impulsion de son poussoir de commande.
Lorsque le disque revient à la position de verrouillage, tous les baladeurs sont simultanément rebloqués, une de leurs gorges engagée dans la partie é- troite de l'ouverture correspondante.
Pour commander la sélection préalable des diverses combinaisons de la boîte de vitesses décrite, et l'exécution des changements de vitesse proprement dits, le conducteur dispose de deux organes: les leviers de slec- tion, montés dans une boîte fixée par exemple au tableau de bord, et la pé- dale d'embrayage. Sur la Fig. 5 on a représenté la boîte de commande ouverte et sans couvercle pour en montrer le mécanisme intérieur. Celui-ci se com- pose essentiellement d9une crémaillère 24, fixée par chacune de ses extrémi- tés dans une glissière-support 25 et des quatre leviers 26 des vitesses, mon- tés sur un axe de pivotement commun 27 et séparés les uns des autres par des manchons-entretoises 28.
Cet axe 27 pivote dans des paliers 30 placés dans
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les faces latérales de la boîte, et les leviers pivotent librement sur l'axe.
Chaque levier,constitué de deux bras formant un angle de 130 environ, peut- décrire autour de son axe un arc de cercle de 90 , passant ainsi de l'horizon- tale (position de repos) à la verticale (position de service). L'extrémité de chaque levier opposée à la poignée est reliée de manière connue, par exem- ple par un jeu de biellettes, à la tringle de transmission du poussoir cor- ' respondanto
Les leviers sont normalement maintenus en position de repos par' un ressort non représentéo Lorsqu?on relève un des leviers, la crémaillère dont la forme correspond à celle représentée sur la Figa 6 se déplace vers la droite et dégage de ce fait tout autre levier éventuellement engagé. Un ressort (non représenté) rappelle la crémaillère vers la gauche.
Le couvercle de la boîte de commande est muni de quatre ouvertu- res en forme de fente pour le passage de leviers de la position de repos à la position de service. Le tracé de ces ouvertures représentées en trait plein sur la Figo 6, est tel que lorsque on pousse un levier en service,ce levier doit normalement longer le bord gauche de 1?ouverture, en subissant une légè- re flexion vers la droite parce que ce bord gauche est oblique par rapport au trajet du levier. Arrivé au bout de sa course, le levier s'engage, par suite de cette flexion, dans l'encoche qui termine la fente.
L9ensemble de la boite de vitesses et de ses commandes fonction- ne comme suit :
On supposera d'abord la voiture à l'arrêt et au point mort.
Dans ce cas dans la boîte de vitesses tous les baladeurs 6,7, 8, 9 sont en position avant, sans contact avec l'arbre primaire 4, les ressorts de rappel des baladeurs sont détendus et les tringles de transmission 20 n'exercent aucune traction sur les ressorts 19. Le disque 12 est en position de ver- rouillage, la rainure arrière 14 de chaque baladeur étant engagée dans la partie étroite des ouvertures du disqueo Au tableau de bord, tous les le- viers de la boite de commande sont abaissés en position eposo
Pour démarrer, après avoir mis la moteur en marche comme dans n'importe quelle voiture, le conducteur va passer en première vitesse. Pour ce faire, sans débrayer ,il relève le levier de la première vitesse dans la boite de commande.
Par 1?intermédiaire d'un jeu de biellettes, ce levier exerce une traction sur la tringle de transmission 20 de la première vites- se, tend le ressort 199 qui attire à son tour le poussoir de commande 160 Le capuchon 15 a donc tendance à repousser vers l'arrière le baladeur 6 (voir Fig. 2) mais celui-ci, immobilisé par le disque de verrouillage 12, ne peut obéir à cette sollicitation. Le conducteur abaisse ensuite la pé- dale de débrayage. Celle-ci reliée par une tringlerie appropriée au mane- ton 21 du disque de verrouillage 12, fait tourner le disque de verrouillage en s'abaissant, de manière à faire coIncider les parties rondes des ouvertu- res du disque avec les arbres baladeurs. Ceux-ci deviennent ainsi libres d'obéir à la traction ou à la poussée des ressorts.
Les arbres de 2e., 3e. et marche arrière ne bougent pas puisque ils étaient déjà poussés vers l'avant par leurs ressorts de rappel et n'ont reçu aucune autre impulsion., mais Par- bre de première vitesse, poussé par le capuchon passe en position arrière. - Au cours de ce mouvements son disque synchronisateur entre en contact a,vec le- disque synchronisateur de 19 arbre primaire, l'arrête et les pignons entrent en contact et s'engrèentnt; le baladeur de première vitesse est ainsi en po- sition de service. Au moment où le conducteur embraye, 1?arbre primaire 4 se remet à tourner, entraînant l'arbre 5 par 19intermédiaire de l'arbre 6.
Le disque est ramené par le maneton relié à la pédale d'embrayage à la posi- tion de verrouillage, immobilise tous les arbres dans leurs positions choi- sieso
La voiture roule donc en première vitesse. Le conducteur pré- voyant quil devra passer en deuxième vitesse, relève,aussi longtemps à l'avance qu9il le désire le levier de deuxième vitesse.
Grâce à la forme
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spéciale de la crémaillère 24, le levier de première vitesse est immédiatement dégagé de son encoche, et reprend la position horizontale sous l'influence de son ressorto Dans la boite des vitesses le baladeur de première vitesse
6, qui n'est plus soumis à la pression du capuchon 15 est prêt à revenir en position de repos sous Inaction de son ressort de rappel aussitôt que le dis- que aura tourné en position de déverrouillage. Le baladeur 7 de deuxième vi- tesse,par contresoumis à la pression du capuchon 15,est prêt à entrer En service dès que le conducteur aura débrayé.
Au moment du débrayage et du dé- verrouillage qui 1?accompagne, le baladeur de première vitesse revient en po- sition avant et le pignon du baladeur de deuxième vitesse engrène celui de 1-'arbre primaire après synchronisation., Le conducteur embrayant, le disque verrouille tous les arbres dans leur nouvelle position et la voiture continue en deuxième vitesseo Bien entendu, il y a lieu, comme dans toute voiture, de couper les gaz pendant le débrayage pour éviter que le moteur ne s'emballe.
Le processus est exactement le même pour passer en troisième vi- tesse. Pour revenir au point mort, il suffit de dégager le levier de la vi- tesse en cours, qui revient en position de repos et de débrayer ; baladeur en service revient vers l'avant, et lors du réembrayage tous les baladeurs sont verrouillés en position de repos et la boîte est au point morte
Pour passer d'une vitesse supérieure à une vitesse inférieure on engage le levier de la vitesse désirée., et on débraye exactement comme pour passer d'une vitesse inférieure à une vitesse supérieure. Chaque chan- gement de vitesse s'effectue donc en deux opérations, aussi largement espacées qu9on le désires une opération de présélection, commandée au tableau de bord, et une opération d'exécution, effectuée par la pédale d'embrayage.
Pour la marche arrière il n'y a pas de disque synchronisateur, cette vitesse n'é- tant jamais engagée que lorsque la voiture est à l'arrêt. L'arbre intermé- diaire de la marche arrière attaque le dernier étage du pignon entraîné (le même que la troisième vitesse) par lintermédiaire d'un petit pignon 34, tournant fou sur son axe et destiné à inverser le sens de la rotation.
Bien entendufl 1?invention n9est pas limitée à la forme de réa- lisation et aux détails d'exécution décrits et représentés à titre d'exemple et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS.
1.- Changement de vitesses à baladeurs caractérisé 'en ce qu'il comporte un dispositif présélecteur actionné par la commande de changement de vitesses pour solliciter élastiquement dans le sens axial le baladeur corres- pondant à la vitesse présélectionnée, et un organe de verrouillage retenant le baladeur et actionné par la commande d'embrayage pour libérer le baladeur quand l'embrayage est débrayé.